คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของคาร์บอนแบล็ก

คาร์บอนแบล็กแต่ละชนิดมีความแตกต่างกันเป็นหลักในด้านพื้นที่ผิว (หรือขนาดของอนุภาค) สัณฐานวิทยาของมวลรวม การกระจายมวลของอนุภาคและมวลรวม และองค์ประกอบทางเคมี
พื้นที่ผิว:
คุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งที่ใช้ในการระบุและจำแนกคาร์บอนแบล็ก พื้นที่ผิววัดโดยใช้วิธีการดูดซับในเฟสก๊าซหรือของเหลว วิธีการกำหนดแบบคลาสสิกที่สุดคือวิธีการดูดซับไนโตรเจนที่อุณหภูมิต่ำ (วิธี BET) เนื่องจากโมเลกุลไนโตรเจนมีขนาดค่อนข้างเล็กและสามารถเข้าไปในรูพรุนขนาดเล็กของคาร์บอนแบล็กได้ ผลลัพธ์ที่วัดได้ด้วยวิธีนี้จึงแสดงถึงพื้นที่ผิวทั้งหมดของคาร์บอนแบล็ก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีการดูดซับโมเลกุลขนาดใหญ่ (เช่น CTAB) ได้รับการศึกษาอย่างประสบความสำเร็จ เนื่องจากโมเลกุลขนาดใหญ่ไม่สามารถเข้าไปในรูพรุนขนาดเล็กได้ ผลลัพธ์การวัดจึงแสดงถึงพื้นที่ผิวด้านนอกของคาร์บอนแบล็ก นั่นคือพื้นที่ผิว "เรียบ" คาร์บอนแบล็กยางส่วนใหญ่ไม่มีรูพรุน ดังนั้นผลลัพธ์การวัด BET จึงสอดคล้องกับผลลัพธ์การวัด CTAB สำหรับเม็ดสีบางชนิด จะใช้คาร์บอนแบล็ก ความแตกต่างระหว่างการวัดพื้นที่ผิวทั้งสองแบบแสดงถึงความหยาบหรือรูพรุนของคาร์บอนแบล็ก วิธีการวัดอีกวิธีหนึ่งคือ วิธีการดูดซับไอโอดีน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมการผลิตและการจำแนกผลิตภัณฑ์ วิธีการนี้ง่ายและรวดเร็ว แต่ผลลัพธ์การวัดจะได้รับผลกระทบจากระดับออกซิเดชันของพื้นผิวคาร์บอนแบล็ก
โครงสร้าง:
คุณสมบัติที่สำคัญประการที่สองของคาร์บอนแบล็ก โครงสร้างของคาร์บอนแบล็กขึ้นอยู่กับขนาด รูปร่าง จำนวน และมวลเฉลี่ยของอนุภาคต่อมวลรวม ลักษณะเหล่านี้ล้วนส่งผลต่อสถานะการอัดตัวของมวลรวมและปริมาตรช่องว่างของผง โดยทั่วไป โครงสร้างของคาร์บอนแบล็กจะแสดงด้วยค่าการดูดซับน้ำมัน DBP (ไดบิวทิลพทาเลต ไดบิวทิลพทาเลต) ค่า DBP ของคาร์บอนแบล็กหลังจากถูกอัด 4 ครั้งที่ 170 MPa มักเรียกว่าค่าการดูดซับน้ำมันจากการอัด หรือค่า 24M4DBP ค่าการดูดซับน้ำมันจากการอัดสะท้อนถึงสถานะของมวลรวมคาร์บอนแบล็กในสารประกอบยางได้อย่างแท้จริง