碳黑（carbon black），又名炭黑，是一種無(wú)定形碳。據(jù)記載，中國(guó)是世界上較早生產(chǎn)炭黑的國(guó)家之一。在古時(shí)候，人們焚燒動(dòng)植物油、松樹(shù)枝,收集火煙凝成的黑灰，用來(lái)調(diào)制墨和黑色顏料。這種被稱(chēng)之為“炱”的黑灰就是較早的炭黑。不同極性的高聚物與炭黑組成共混體系的極性越大，炭黑臨界體積分?jǐn)?shù)就越大，意味著體系的導(dǎo)電性下降，因?yàn)樘亢诒砻婧泻軓?qiáng)的極性基團(tuán)，基體極性大，作用增強(qiáng)，這時(shí)強(qiáng)度增加，卻妨礙導(dǎo)電粒子自身的凝集，以致導(dǎo)電性差。按炭黑性能區(qū)分有“補(bǔ)強(qiáng)炭黑”、“導(dǎo)電炭黑”、“耐磨炭黑”等?？勺骱谏玖?，用于制造中國(guó)墨、油墨、油漆等，也用于做橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑。

據(jù)分析，可在炭黑表面檢測(cè)如酚基、醌基、羧基等基團(tuán)，這些酸性基團(tuán)濃度在氣黑和氧化爐黑的表面特別高。在爐黑中可檢測(cè)到吡喃酮結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)決定了爐黑的堿性性質(zhì)。揮發(fā)份含量可判斷表面官能團(tuán)的濃度，也可測(cè)得炭黑的極性。油爐法的燃料可以是天燃?xì)?、焦?fàn)t氣，也可以是液態(tài)烴，原料則選用高芳烴油料，如乙烯焦油和蒽油等。另外由于炭黑的表面積較大，容易吸附揮發(fā)份環(huán)境中的水分，所以炭黑在運(yùn)輸，貯存及使用過(guò)程中要特別注意吸濕問(wèn)題。

氣黑的生產(chǎn)工藝

氣黑此名稱(chēng)源于其生產(chǎn)過(guò)程：原料烴加熱時(shí)先氣化，然后由可自燃的氣體（供以能量）作為載體帶到燃燒器內(nèi)，炭黑在這些蝙蝠形的燃燒器所發(fā)出的大量扇形的火焰中生成。由于每束火焰都較小且在空氣中燃燒，炭黑的形成，與燈黑生產(chǎn)工藝很不同（不完全燃燒）。在此炭黑顆粒很細(xì)，根據(jù)不同種類(lèi)，平均粒徑在10~30nm之間，氣黑平均粒徑為13 nm。為了控制所產(chǎn)炭黑的特性，應(yīng)當(dāng)保證在燃燒盤(pán)和排氣罩之間的間隙附近，原料主要作不完全燃燒。燃燒的火焰上，是一個(gè)緩慢旋轉(zhuǎn)的充水轉(zhuǎn)鼓，炭黑在轉(zhuǎn)鼓上沉積，在經(jīng)刮到把炭黑刮走，當(dāng)溫度仍高時(shí)，新生成炭黑與空氣中的氧接觸，于是發(fā)生部分氧化，形成了大量的酸性基團(tuán)，相應(yīng)氣黑pH值介于酸性范圍。并可得到約6%的揮發(fā)份，代表其表面氧化物含量。

炭黑的生產(chǎn)方法：熱裂法

以天燃?xì)?、焦?fàn)t氣或重質(zhì)液態(tài)烴為原料，在無(wú)氧、無(wú)焰的情況下，經(jīng)高溫?zé)峤馍商亢?，稱(chēng)為熱裂黑。它是炭黑品種中比表面積低的一類(lèi)，基本上以單個(gè)球形粒子存在,不熔結(jié)或聚結(jié)成聚集體,其表面含氧量亦很少(0.1%～0.3%)。熱裂黑主要有三個(gè)品種：中熱裂黑、不污染的中熱裂黑和細(xì)熱裂黑。所以炭黑的分散性除了取決于物理混合因素之外，也取決于炭黑色母料的本身性質(zhì)，炭黑的粒徑越小，分散效果也就越好。中熱裂黑的氮吸附比表面積為6～10m2/g，細(xì)熱裂黑則為10～15m2g。