炭黑的吸油值測試

更新時間：2025-02-11

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測試目的

炭黑吸油值反映了炭黑聚集體的孔隙體積和表面性質(zhì)。通過測試吸油值，可以了解炭黑的結(jié)構(gòu)形態(tài)、比表面積等特性，這些特性直接影響炭黑在橡膠、塑料、油墨等領(lǐng)域的應(yīng)用性能。
在橡膠工業(yè)中，吸油值與炭黑的補(bǔ)強(qiáng)性能密切相關(guān)，較高吸油值的炭黑通常能賦予橡膠更好的強(qiáng)度、耐磨性等性能。在油墨和涂料中，吸油值影響著產(chǎn)品的流變性能和干燥速度等。

測試方法

鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）吸收法

原理：基于炭黑表面的孔隙和活性位點對 DBP 分子的吸附和填充作用。在一定條件下，將 DBP 逐滴加入到已知量的炭黑樣品中，DBP 會逐漸被炭黑吸收，當(dāng)炭黑顆粒表面的孔隙和活性位點被 DBP 飽和填充后，繼續(xù)滴加 DBP 會使體系的粘度急劇增加，通過測量達(dá)到這一轉(zhuǎn)折點時所消耗的 DBP 體積，計算出炭黑的吸油值。
操作步驟：稱取一定量的炭黑樣品，置于專用的燒杯或容器中，將 DBP 通過滴定管或自動滴加裝置緩慢滴加到炭黑樣品中，同時用機(jī)械攪拌器或玻璃棒不斷攪拌，使 DBP 與炭黑充分接觸和混合。在滴加過程中，觀察體系的狀態(tài)變化，當(dāng)體系從自由流動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘肓黧w狀且剛好出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚或結(jié)塊現(xiàn)象時，停止滴加 DBP，記錄所消耗的 DBP 體積。根據(jù)公式計算吸油值，通常以每 100 克炭黑吸收 DBP 的體積（毫升）來表示。

儀器法

原理：利用吸油值測試儀，如上文提到的基于扭矩測量法或容積法測量的儀器。以扭矩測量法為例，儀器在向炭黑樣品中添加 DBP 的過程中，實時測量攪拌槳所受到的扭矩，當(dāng)炭黑吸收 DBP 達(dá)到飽和時，扭矩會出現(xiàn)明顯的變化，儀器根據(jù)這一變化自動判斷并停止添加 DBP，進(jìn)而計算出吸油值。
操作步驟：將適量的炭黑樣品放入儀器的測試容器中，設(shè)置好儀器的參數(shù)，如滴油速度、攪拌速度等。啟動儀器，儀器自動完成 DBP 的添加、攪拌、扭矩測量等過程，最終直接顯示出炭黑的吸油值。

測試影響因素

樣品的預(yù)處理：炭黑樣品的粒度分布、水分含量等會影響吸油值測試結(jié)果。例如，水分會占據(jù)炭黑表面的部分活性位點，導(dǎo)致吸油值偏低。因此，通常需要對炭黑樣品進(jìn)行干燥處理，以去除水分等雜質(zhì)。

測試環(huán)境：環(huán)境溫度和濕度對測試結(jié)果有一定影響。溫度升高，DBP 的粘度降低，可能導(dǎo)致炭黑對 DBP 的吸收速度加快，吸油值測量結(jié)果偏高；濕度較大時，炭黑表面可能吸附空氣中的水分，影響測試結(jié)果。一般要求測試在恒溫恒濕的環(huán)境下進(jìn)行。

操作過程：滴加 DBP 的速度、攪拌的強(qiáng)度和時間等操作因素也會影響測試結(jié)果。滴加速度過快，可能導(dǎo)致 DBP 不能充分被炭黑吸收，使吸油值測量結(jié)果偏低；攪拌不充分，會使 DBP 與炭黑混合不均勻，也會影響測試的準(zhǔn)確性。