Nero di carbonio - Ketjenblack EC-300J

I neri conduttivi sono classificati come neri di carbonio speciali. I Ketjenblack, così come molti altri neri conduttivi presenti sul mercato, sono neri da forno. Vengono prodotti mediante il processo da forno, in cui i flussi derivati dal petrolio subiscono una combustione incompleta in un forno in condizioni estreme.

Struttura

del materiale Il Ketjenblack è un materiale con una resistività intrinseca compresa tra circa 0,01 e 0,1 [Ω·cm]. Il Ketjenblack è disponibile principalmente sotto forma di pellet di circa 3 mm (Figura 1). Questi pellet possono essere facilmente frantumati nelle particelle più piccole che li costituiscono: gli agglomerati, con una dimensione di circa 100 micrometri (µm). Gli agglomerati sono formati da diversi aggregati, che sono particelle ancora più piccole di circa 0,1 - 1 µm. Gli aggregati sono le particelle fondamentali per la conduttività. Tendono ad aggregarsi tra loro e sono necessarie elevate forze di taglio per frantumare gli agglomerati in aggregati.


Figura 1. Struttura

del Ketjenblack Meccanismo d’azione

Per ottenere conduttività, le particelle di nerofumo devono formare una rete attraverso la quale gli elettroni possano essere trasferiti. La curva di percolazione mostra la formazione di una rete conduttiva (Figura 2). Fino a un certo dosaggio, non si verifica un cambiamento significativo nella conduttività (l’inverso della resistività). A una certa concentrazione critica, il polimero/la gomma inizia a diventare conduttivo (punto di percolazione).

Quando la curva di percolazione si appiattisce, l’aggiunta di ulteriore nero di carbonio non modifica la conduttività. Prima della curva di percolazione, il riempitivo conduttivo è semplicemente insufficiente: la distanza tra le particelle di nero di carbonio è troppo grande e gli elettroni non possono trasferirsi da una particella all’altra. Una volta raggiunta la percolazione, la distanza è appena sufficiente per consentire il trasferimento di elettroni.


Figura 2. Curva

di percolazione Miscelazione

Durante la miscelazione o la compounding, il Ketjenblack deve prima essere bagnato dal polimero nella matrice del composto, operazione che richiede tempo a causa della sua elevata superficie specifica e del volume dei pori (bassa densità apparente). Il processo di bagnatura può essere controllato regolando la temperatura di miscelazione. Inoltre, è necessario fornire energia di miscelazione sufficiente per disperdere uniformemente il nerofumo bagnato nel composto.

Per una distribuzione così uniforme del nerofumo è essenziale un taglio sufficiente durante la compounding. La regolazione della temperatura (bagnatura) e delle forze di taglio (dispersione degli agglomerati di Ketjenblack) sono due parametri molto importanti che devono essere calibrati con cura per trovare il miglior compromesso, soprattutto tenendo conto del tipo di polimero in uso.

Nero di carbonio - Scheda

tecnica Ketjenblack EC-300J Nero di carbonio - Scheda delle proprietà Ketjenblack EC-300J