各種炭黑的差異主要在表面積(或粒子大小)、聚集體形態(tài)、粒子和聚集體的質量分布和化學組成等方面。
表面積
用來鑒別和分類命名炭黑的重要性質之一。表面積用氣相或液相吸附法測得。最經典的測定方法是低溫氮吸附法(即BET法)。由于氮分子相對較小,可進入炭黑微孔之中,該法測得的結果表征炭黑的總表面積。近年來研究成功大分子吸附法(如CTAB),因大分子不能進入微孔,其測定結果表征炭黑的外表面積,即“光滑”表面積。大多數橡膠用炭黑是無孔的,所以BET測定結果和CTAB測定結果是一致的。對某些色素用炭黑,這兩種表面積測定結果的差,即表征炭黑的粗糙度或孔隙度。另一種測定方法──吸碘法也廣泛用于生產控制和產品分類,其特點是簡單快速,但測定結果受炭黑表面氧化程度的影響。
結構
炭黑的第二個重要性質。炭黑的結構取決于聚集體尺寸、形狀以及每個聚集體的粒子數和平均質量。上述這些特性均影響聚集體的堆積狀態(tài)和粉末的空隙容積。通常,炭黑的結構用DBP(dibutyl phthalate,鄰苯二甲酸二丁酯)吸油值表示。炭黑在 170MPa下壓縮4次后的DBP值,習慣上稱為壓縮吸油值或24M4DBP值。壓縮吸油值更真實地反映炭黑聚集體在膠料中的狀態(tài)。
烴類在嚴格控制的工藝條件下經氣相不完全燃燒或熱解而成的黑色粉末狀物質。其成分主要是元素碳,并含有少量氧、氫和硫等。炭黑粒子近似球形,粒徑介于10~500μm 間。許多粒子常熔結或聚結成三維鍵枝狀或纖維狀聚集體。在橡膠加工中,通過混煉加入橡膠中作補強劑(見增強材料)和填料。炭黑是古老的工業(yè)產品之一。