現(xiàn)代分析測(cè)試方法對(duì)炭黑微觀結(jié)構(gòu)和表面性能的研究.pdf

1、本文應(yīng)用各種現(xiàn)代分析測(cè)試方法對(duì)炭黑的表面性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)的工業(yè)化表征手段不能檢測(cè)出的理化性能上的差別，并初步探索了炭黑微觀區(qū)域的精細(xì)結(jié)構(gòu)和表面特性與色散自由能之間的關(guān)系。 利用反氣相色譜法（IGC）對(duì)炭黑樣品的表面自由能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)抽濾后國(guó)內(nèi)炭黑樣品的色散自由能明顯偏大，這很有可能造成炭黑在橡膠基體中分散效果變差，從而影響炭黑的使用效果。另外研究發(fā)現(xiàn)不同原料油對(duì)炭黑的表面自由能影響不大。 利用激

2、光拉曼光譜和XRD分析對(duì)炭黑微觀區(qū)域的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。其中激光拉曼光譜可以表征炭黑微觀區(qū)域內(nèi)各種結(jié)晶度的晶體的晶面特征尺寸，XRD分析可以表征炭黑微觀區(qū)域內(nèi)結(jié)晶度相對(duì)較大的晶體的平面尺寸。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，初步發(fā)現(xiàn)炭黑微觀區(qū)域晶體的晶面特征尺寸與炭黑的色散自由能之間存在反比的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，而與色散自由能之間不存在線性關(guān)系。此結(jié)果理論分析基本上是一致的。 利用高分辨電鏡（HRTEM）對(duì)炭黑的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了直接觀測(cè)，證實(shí)原生粒子內(nèi)部存

3、在類(lèi)似石墨晶體的片層結(jié)構(gòu)，這些片層結(jié)構(gòu)的排列有一定程度的有序性，并同時(shí)證明了激光拉曼光譜和XRD分析的結(jié)果。對(duì)不同樣品的分析結(jié)果與相應(yīng)的色散自由能的測(cè)試結(jié)果聯(lián)系起來(lái)，發(fā)現(xiàn)炭黑微觀區(qū)域的精細(xì)結(jié)構(gòu)越規(guī)整，其色散自由能就越小。這一結(jié)論與前面的分析保持一致。 利用元素分析、XPS分析和裂解/氣相/質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)國(guó)外炭黑樣品C220表面含有更多的長(zhǎng)鏈烷烴化合物、含氮雜環(huán)化合物和硅氧環(huán)化物，聯(lián)系抽濾前后炭黑的表面自由能測(cè)試結(jié)果，可以得出這幾種