カーボンブラック主要特性について

質問

カーボンブラックの主要特性に、よう素吸着量(mg/g)、窒素表面積(m2/g)、CTAB表面積(m2/g)があると思いますが、粒子径の比表面積が大きくなる(粒子径が小さくなると)と、3つ共、値が大きくなっており、何の為に3水準に別れているのかがわかりません(どういった場合にどの項目を参考にしてよいのかわからない)。
よろしくお願いします。

回答No.3

polymer1 · ベストアンサー

＞（１）
測定方法の違いからくると思いますが、知りません。
実際に測定を行っている、メーカーへ聞かれた方が良いと思います。

＞（２）すごく空隙率が高いのですが、なぜ、そんな状態で導電性がよくなるのでしょうか
電気が流れるのには、表面だけでも十分だからでは無いでしょうか？そのため、ケッチェンブラックは、ストラクチャーが発達しており、比較的少量でも電気の通る導通路が出来やすいので、良導電性カーボンといわれていると思います。
＞（２）粒子径が小さい方が導電性がいい
表面積が大きくなるから複合材としての導電性が良いという考えは出来ると思いますが、カーボンブラックそのものの導電性が上がるわけではないと思います。

お礼

回答ありがとうございます。
言われてみれば、電気を流すには、表面だけで十分ですねσ(^-^;)
これにこりず、またの質問する時もできれば、よろしくお願い致します。

回答No.2

polymer1

Ａ１です。

＞細孔とは、カーボンブラックの粒子自体にある空隙のことを指している、という理解であってますでしょうか
大凡合っていると思います。
空隙というとかなり大きなイメージですが、もっと小さいものです。
極端に言うと分子レベルでの凹凸に近いと理解しています。

オイルファーネスブラックである、ケッチェンブラックのＴＥＭ像がＷＥＢにありましたので、参照下さい。
http://www.lion.co.jp/chem/jn/sectop/carbon/k_mecha.htm
大きな亀裂というものは無いですが、これでも細孔はあると考えてよいです。表面の凹凸は十分見えますよね。

＞細孔の無いカーボンブラックもあるのでしょうか
実質、無いと考えます。
小職の思う範囲では、細孔の無いカーボンブラックに最も近いのは、ＳＷＣＮＴ（シングルウォールカーボンナノチューブ）ですね。それも相当に精製度が高いものに限定されます。

参考URL：

http://www.lion.co.jp/chem/jn/sectop/carbon/k_mecha.htm

補足

本当にありがとうございます。
回答いただきすごくうれしいです。細孔について理解を深めることができました。
すみませんが、また補足なのですが、

(1)ちょっと話が戻るのですが、表面積を求めるのに、なぜ、ヨウ素吸着の単位は、mg/gなのでしょうか？これは、1gで何mg吸着吸着したのか？ということなのですよね？m2/gのほうが、わかりやすいと思うのですが、どういうものなのでしょうか？

(2)ケッチェンブラックについてなのですが、一次粒子のイメージ図より、すごく空隙率が高いのですが、なぜ、そんな状態で導電性がよくなるのでしょうか？どうしても、カーボンが詰まっていて、量が多いと導電性がよいイメージがあるのですが、どういうものなのでしょうか？
そういえば、確か、粒子径が小さい方が導電性がいいと聞いたことがあるのですが、そういうものなのでしょうか？

すみませんが、よろしくお願いします。

回答No.1

polymer1

またgomuyaさんですね。(^_^)/~

用語としては、前回も紹介したhttp://www.rubberstation.com/C.B.term.html
を参照下さい。

扨、ヨウ素と窒素とCTAB(Cetyl Tri-methyl Ammonium Bromide)の分子の大きさを考えてみてください。
最も小さいのは、窒素ですよね。そしてヨウ素、一番大きいのがCTABというのは、理解できますよね。

そしてご質問の３つは、いづれも表面積ですね。
こう考えるともう予想が付いたと思いますが、分子が小さいためカーボンブラックの表面にある細孔の奥まで表面積として測定が出来るのが窒素吸着表面積です。逆に分子が大きいために細孔を無視して測定するのがCTAB表面積となります。その中間で大きな細孔や細孔の浅いところまでを表面としてとらえて測定できるのがヨウ素吸着表面積です。

ですから、この３つの値でカーボンブラックの表面粗さ状態を知る事が出来ますので、３つもあると言うことです。
例えば、表面にまったく細孔の無いカーボンブラックで、ストラクチャーも無いとすれば、この３つの値は、同じになるという事です。理解いただけますよね。

参考URL：

http://www.rubberstation.com/C.B.term.html

補足

毎度ありがとうございます。
polymer1さんが居てくれて本当に助かります。
また、とんでもない補足ですが、
細孔とは、カーボンブラックの粒子自体にある空隙のことを指している、という理解であってますでしょうか？もし、そうだとしたら、細孔の無いカーボンブラックもあるのでしょうか？