為什么炭黑含量檢測(cè)對(duì)于很多建筑材料如此重要？

炭黑又名碳黑，是一種無(wú)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。

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產(chǎn)品分類

炭黑依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可分為多個(gè)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?？煞譃樯赜锰亢?、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(shí)際需要對(duì)炭黑進(jìn)行型號(hào)等其他方面的分類。

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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(shí)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(zhǎng)期在大氣環(huán)境綜合作用下會(huì)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(duì)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。

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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(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

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既然如此，那是不是炭黑含量應(yīng)該盡量高些呢？其實(shí)不然。對(duì)于很多產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，在生產(chǎn)過程中添加過量的炭黑不僅對(duì)增強(qiáng)、補(bǔ)強(qiáng)、抗老化等沒有幫助，反而會(huì)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(lái)更多負(fù)面的影響。

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正因?yàn)樘亢诤繉?duì)制品性能具有重要影響，很多產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)炭黑含量做了具體規(guī)定，以保證產(chǎn)品長(zhǎng)周期下的性能穩(wěn)定。例如，對(duì)于炭黑應(yīng)用于護(hù)套料時(shí)，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(guó)標(biāo) GB/T15065-2009 對(duì)炭黑含量的要求為 2.35~2.85%，從中不難看出后者對(duì)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。

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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(duì)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(shí)際生產(chǎn)生活當(dāng)中，將可能會(huì)埋下安全隱患，甚至?xí)o人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。為切實(shí)保障相關(guān)產(chǎn)品及工程項(xiàng)目質(zhì)量，對(duì)很多建筑材料，尤其是所采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中要求檢測(cè)炭黑含量的產(chǎn)品進(jìn)行炭黑含量檢測(cè)十分必要。

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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(duì)產(chǎn)品外觀及力學(xué)性能等方面造成負(fù)面影響。舉例來(lái)說(shuō)，如果炭黑在聚乙烯塑料管道中發(fā)生集聚，將可能會(huì)導(dǎo)致其斷裂伸長(zhǎng)率下降、管材微觀“窗口”現(xiàn)象、長(zhǎng)期靜液壓耐壓破壞等多種問題，給產(chǎn)品的使用安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。因此，在檢測(cè)炭黑含量的同時(shí)，做好炭黑分散性項(xiàng)目檢測(cè)也至關(guān)重要。

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在炭黑含量具體檢測(cè)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(cè)結(jié)果會(huì)有區(qū)別，有時(shí)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(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

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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(huì)有不同的性能表現(xiàn)，所以除了檢測(cè)炭黑含量與分散性外，對(duì)于產(chǎn)品其他方面性能的檢測(cè)也同為重要。只有通過對(duì)多個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行全方位檢測(cè)，才能更大程度上保障產(chǎn)品的質(zhì)量安全。