Negro carbón - Ketjenblack EC-600JD

Los negros conductores se clasifican como negros de humo especiales. Los Ketjenblacks, al igual que muchos otros negros conductores del mercado, son negros de horno. Se producen con el proceso de horno, en el que las corrientes relacionadas con el petróleo se someten a una combustión incompleta en un horno en condiciones drásticas. El área superficial BET del Ketjenblack EC-600JD es de 1200-1300 m2 por gramo. Las aplicaciones que pueden beneficiarse de este negro de humo son pilas de combustible y electrolizadores, materiales para baterías, pinturas, colorantes, tóneres, como soporte catalizador para numerosos materiales catalíticos, etc. Estructura del material de los negros de humo KetjenBlack El propio Ketjenblack es un material con una resistividad intrínseca de aproximadamente 0,01 - 0,1 [?-cm]. Ketjenblack está disponible principalmente en forma de gránulos de unos 3 mm (figura 1). Estos gránulos pueden romperse fácilmente en las partículas más pequeñas que los constituyen: los aglomerados, con un tamaño aproximado de 100 micrómetros (?m). Los aglomerados están formados por varios agregados, que son partículas aún más pequeñas, de aproximadamente 0,1 - 1 ?m. Los agregados son las partículas clave para la conductividad. Tienden a pegarse entre sí, por lo que son necesarias elevadas fuerzas de cizallamiento para romper los aglomerados en agregados. Figura 1. Modo de acción de la estructura del negro de humo Para obtener conductividad, las partículas de negro de humo deben formar una red a través de la cual puedan transferirse los electrones. La curva de percolación muestra la formación de una red conductora (Figura 2). Hasta una determinada dosificación, no se producen grandes cambios en la conductividad (la inversa de la resistividad). A partir de una determinada concentración crítica, el polímero/caucho empieza a ser conductor (punto de percolación). Cuando la curva de percolación se vuelve plana, la adición de más negro conductor no cambiará la conductividad. Antes de la curva de percolación, no hay suficiente relleno conductor: la distancia entre las partículas de negro de humo es demasiado larga y los electrones no pueden transferirse de una partícula a otra. Cuando se alcanza la percolación, la distancia es suficiente para permitir la transferencia de electrones. Figura 2. Curva de percolación Curva de percolación de KetjenBlack EC-600JD frente a KetjenBlack EC-300J La principal diferencia entre KetjenBlack EC-600JD y KetjenBlack EC-300J es la fracción vacía, que se describe gráficamente a continuación (la imagen es cortesía de Lion Specialty Chem.). La fracción vacía de KetjenBlack EC-600JD es mayor que la del grado EC-300J y que la de otros grados comerciales de negro de acetileno. Resistividad volumétrica en función del porcentaje de relleno para varios negros de humo KetjenBlack y otros comerciales Debido a la excelente conductividad eléctrica y morfología de los polvos de negro de humo KetjenBlack, se puede conseguir fácilmente una resistividad volumétrica mucho menor en comparación con otros negros de humo comerciales (véase la imagen siguiente, cortesía de Lion Specialty Chem.). Una menor resistividad volumétrica significa que se puede lograr fácilmente una mayor conductividad dentro de un compuesto de resina que contenga carbono o cualquier otro compuesto con una menor cantidad de KetjenBlack EC-600JD en comparación con otros negros de humo. Mezcla Durante la mezcla o composición, Ketjenblack debe ser humedecido primero por el polímero en la matriz del compuesto, lo que lleva tiempo, debido a su elevada área superficial y volumen de poros (baja densidad aparente). El proceso de humectación puede controlarse regulando la temperatura de mezclado. Además, debe proporcionarse suficiente energía de mezclado para dispersar uniformemente el negro de humo humedecido en el compuesto. Para que la distribución del negro de humo sea uniforme, es esencial que haya suficiente cizallamiento durante la mezcla. La regulación de la temperatura (humectación) y las fuerzas de cizallamiento (dispersión de los aglomerados de Ketjenblack) son dos parámetros muy importantes que deben calibrarse cuidadosamente para encontrar el mejor compromiso, especialmente teniendo en cuenta el tipo de polímero utilizado.