天津导电炭黑为您介绍炭黑在塑料中的导电机理

塑料中炭黑的导电作用来自于炭黑聚集体或附聚体之间的相互接触。

当炭黑在塑料中的配合量较低时，炭黑聚集体分散在聚合物中，聚集体与聚集体之间的距离约为10nm或者更远的是，当配合物的电气性能由聚合物控制时，它不会导电。当配合量增加时，聚合物之间的平均距离就会减少。假设炭黑分散到单个聚合物的水平，所有聚合物均匀分布在配合物中，那么在炭黑配合量增加到聚合物相互接触之前，配合物的电阻率将保持不变，然后增加小量将迅速下降。然而，炭黑实际上会分散到1-10um不同大小的聚集体或附着体，在附着体区域或其内部，碳黑配合量将高于聚合物中碳黑配合量的平均值，因此其局部电阻率将较低，然后聚集体和附着体无序而不均匀分布，因此配合物的电阻率变化将相对温和，不会非常陡峭。

从混炼时间对电阻率的影响可以间接观察到附着体大小对电阻率的影响，因为混炼时间越长，附着体的数量就会增加，大小就会减少。

配备炭黑的配合物通常用于低于聚合物软化点的温度。当温度升高时，配备炭黑的配合物的电阻率会升高。这种现象被称为具有正温系数的配合物（PTC），这是因为大多数聚合物的热膨胀系数大于炭黑。当温度升高时，炭黑聚集体接触点之间的间隙往往会增加。这种现象可以应用于开关电路，使电路因温度变化而打开或关闭，或限制电路中的功率。在这种应用中，有两个关键点。首先，当温度变化时，电阻率变化更加敏感。另一点是，配合材料的电阻率会在多次温度变化后发生变化。选择合适的炭黑品种，配合量和分散度可以降低温度滞后性。

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