炭黑對塑料的紫外線老化的防護作用,取決于炭黑的粒徑、結構和表面化學性。 炭黑的粒徑較小時,因表面積增大,其吸收光或遮光能力增加,故紫外線防護作用增強,但粒徑小于20nm,其防護作用趨于同一水平,原因是當粒徑過小時,逆向散射減小,而繼續向前的光會威脅聚合物的穩定性。 結構較低,即---體尺寸較小時,因---體幾何體積較小,會增強對聚合物的防護作用,這也是結構較低的炭黑較黑的原因。 炭黑表面含---團較多,即揮發份較高時,能消除聚合物分解時產生的基因,因此防護作用也增強。
紫外線防護性的應用 色素炭黑應用: 炭黑在塑料工業中用途之一是防紫外光老化,由于炭黑有較高的吸光性,因而能有效的防止塑料受陽光照射而產生光氧化降解。炭黑作為紫外光穩定劑在塑料中所起的作用有:把光能轉化為熱能;保護塑料表面而免遭一定波長的射線照射;截取原子團而產生防老化作用,從而阻止催化降解。紫外線對聚烯烴---有害,試驗證明當一定細度的炭黑的濃度為百分之二時可以達到的紫外線屏蔽作用。
炭黑的結構性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的。由凝聚體的尺寸、形態和每一凝聚體中的粒子數量構成的凝聚體組成的炭黑稱為高結構炭黑。目前常用吸油值表示結構性,吸油值越大,炭黑結構性越高,容易形成空間網絡通道,而且不易破壞。
高結構炭黑顆粒細,天津噴霧炭黑,網狀鏈堆積緊密,比表面積大,單位顆粒多,有利于在聚合物中形成鏈式導電結構,其中在眾多炭黑品種中以乙炔炭黑為。科學家還發現,粒徑分布寬的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能賦予聚合物導電性,并用統計方法解釋這個現象。粒徑分布寬的炭黑,少數大直徑粒子需要數目---,直徑更小的粒子給予補償,相同平均粒徑分布寬的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子總數。