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炭黑的表面活性是怎樣的

2020-07-30 17:10:35
炭黑表面活性被猜測主要來自表面官能團和表面微結構(石墨微晶)。炭黑表面存在着以氧(O)爲主的少量其他元素(H、O、S等),雖然這些元素含量少,但對炭黑表面性質有着重要的影響。炭黑表面存在衆多官能團,其中以氧(O)形成的含氧官能團對炭黑表面性質的影響最爲明顯。衆多學者對炭黑表面的官能團進行了表徵及炭黑表面修飾,道奈採用反氣相色譜技術(iinverse gas chromatographyIGC),王道宏等採用酸鹼滴定法,從宏觀統計的角度對炭黑表面官能團進行了詳細深入的研究,明確了含氧官能團的種類,C-OH、C=O和COOH對炭黑表面活性影響最大。這些方法具有大量統計的規律,從側面證明炭黑表面官能團對炭黑表面活性的影響。
炭黑表面活性
       炭黑由石墨化微晶組成,研究表面石墨微晶性質即是研究表面活性。道奈採用TEM、AFM及掃描隧道顯微鏡(canningtunnellingmicroscopy,STM)研究了炭黑的微觀形貌及物理結構特徵,他提出了炭黑的活性區域源於炭黑邊緣的芳香環結構,因爲芳香環能量高並易與橡膠分子鏈發生作用,從而補強橡膠,提高輪胎的物理強度、耐磨性能等。周潔用AFM研究熱裂解法炭黑的表面微結構,發現其表面是大量具有明顯缺陷和扭曲的無定形碳原子結構及少量由規則六角環構成的石墨微晶,這些層面互相交錯並且內聚,熱解過程中未被無機灰分和碳質沉積物覆蓋的活性點可能就存在於這些層面的邊緣,與道奈對補強炭黑表面原子水平微結構研究結果一致,填補了國內熱裂解法炭黑表面原子水平微結構研究的空白。R.Bandyopadhyaya等利用納米結構操縱裝置,在TEM上成功地測試了炭黑聚集體的力學行爲,發現炭黑粒子鏈具有力學弾性,形成的網絡類似於高分子的力學結構。
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