為什么炭黑含量檢測對于很多建筑材料如此重要？

炭黑又名碳黑，是一種無定形碳，主要是指煤、石油、天然氣及生物質(zhì)燃料等在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物，為疏松、質(zhì)輕而極細(xì)的黑色粉末。

 

產(chǎn)品分類

炭黑依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可分為多個類別，按照產(chǎn)品生產(chǎn)可分為燈黑、氣黑、爐黑和槽黑；按照用途通常可分為色素用炭黑、橡膠用炭黑、導(dǎo)電碳黑和專用碳黑；按照產(chǎn)品功能可分為補(bǔ)強(qiáng)碳黑、著色碳黑、導(dǎo)電碳黑等。此外，還可根據(jù)實際需要對炭黑進(jìn)行型號等其他方面的分類。

 

 

炭黑可用于色母粒、橡膠類、塑料、油墨、礦用管材、耐高溫材料、絕緣材料、PVC電纜料等諸多領(lǐng)域，能夠在實際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，與其自身的特性密不可分。以塑料為例，塑料制品長期在大氣環(huán)境綜合作用下會產(chǎn)生老化，而常見的主要有光老化、氧化老化、熱老化三種形式，受紫外線的輻射的影響，光老化作用尤為明顯。炭黑因其特殊的核芳烴結(jié)構(gòu)，在其周邊上含有鄰羥基芳酮結(jié)構(gòu)，所以能吸收紫外線，并且對光和熱有很好的穩(wěn)定性，可作為紫外線吸收劑和光屏蔽劑，以大幅度提升塑料的抗老化能力。

 

 

不僅是塑料，炭黑用在橡膠制品中不僅能改進(jìn)硫化橡膠的性能，提高膠料的硬度、模量、強(qiáng)度、抗撕裂、耐疲勞及耐磨耗性等多方面性能，還能有效降低橡膠制品的成本。用在其他領(lǐng)域同樣具有非常明顯的積極作用，產(chǎn)生了非常大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

 

既然如此，那是不是炭黑含量應(yīng)該盡量高些呢？其實不然。對于很多產(chǎn)品來說，在生產(chǎn)過程中添加過量的炭黑不僅對增強(qiáng)、補(bǔ)強(qiáng)、抗老化等沒有幫助，反而會影響制品的外觀及力學(xué)性能，增加制品的加工難度，給制品的質(zhì)量帶來更多負(fù)面的影響。

 

正因為炭黑含量對制品性能具有重要影響，很多產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都對炭黑含量做了具體規(guī)定，以保證產(chǎn)品長周期下的性能穩(wěn)定。例如，對于炭黑應(yīng)用于護(hù)套料時，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對其含量要求都有明確的規(guī)定：ASTM 標(biāo)準(zhǔn)要求炭黑含量為 2.0%~3.0%，而國標(biāo) GB/T15065-2009 對炭黑含量的要求為 2.35~2.85%，從中不難看出后者對炭黑含量的要求更為嚴(yán)格。在聚乙烯土工膜的應(yīng)用方面，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17643-2011同樣明確規(guī)定炭黑含量應(yīng)在2.0%～3.0%之間。

 

 

如果受原材料質(zhì)量、生產(chǎn)工藝等因素的影響，炭黑含量未滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，則可能對產(chǎn)品的性能造成嚴(yán)重影響。一旦存在質(zhì)量問題的產(chǎn)品被應(yīng)用于實際生產(chǎn)生活當(dāng)中，將可能會埋下安全隱患，甚至?xí)o人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅。為切實保障相關(guān)產(chǎn)品及工程項目質(zhì)量，對很多建筑材料，尤其是所采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中要求檢測炭黑含量的產(chǎn)品進(jìn)行炭黑含量檢測十分必要。

 

另外，由于炭黑較難分散，不易均勻地分散到制品材料當(dāng)中，易造成炭黑分散性不好，從而對產(chǎn)品外觀及力學(xué)性能等方面造成負(fù)面影響。舉例來說，如果炭黑在聚乙烯塑料管道中發(fā)生集聚，將可能會導(dǎo)致其斷裂伸長率下降、管材微觀“窗口”現(xiàn)象、長期靜液壓耐壓破壞等多種問題，給產(chǎn)品的使用安全帶來嚴(yán)重威脅。因此，在檢測炭黑含量的同時，做好炭黑分散性項目檢測也至關(guān)重要。

 

在炭黑含量具體檢測中，有熱重分析法、微波裂解法及復(fù)分解降解法等多種方法可供選擇，但采用不同的方法最終的檢測結(jié)果會有區(qū)別，有時候甚至相差較大，容易引起各方分歧，所以應(yīng)根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求選擇合適的方法，確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

 

還需注意的是，由于生產(chǎn)方式的不同，導(dǎo)致不同類型的炭黑在形態(tài)、物理特性和純凈度上有較大的差別，應(yīng)用于具體產(chǎn)品上也會有不同的性能表現(xiàn)，所以除了檢測炭黑含量與分散性外，對于產(chǎn)品其他方面性能的檢測也同為重要。只有通過對多個性能指標(biāo)進(jìn)行全方位檢測，才能更大程度上保障產(chǎn)品的質(zhì)量安全。