炭黑填充橡胶的导电机理

炭黑填充橡胶的导电机理，较经典的理论有导电通路论和隧道效应论。导电通路论认为，炭黑粒子加入到橡胶等高聚物中，因其链状结构不完全受到高聚物的湿润而暴露出部分碳材料，它们在复合材料中彼此接触链接，形成网络，在电压作用下，π电子通过相互链接的碳材料网状链移动而形成导电通路。

隧道效应论认为，高分子复合材料的导电性是由其中炭黑粒子间的电子跃迁形成的，并在混合物内尚未形成网络导电通道时是高分子复合材料的主要导电模式。它不是由炭黑形成的导电网络产生的导电性，而是由于当炭黑之间的间距小到一定程度时，炭黑粒子之间的间距所代表的势垒的能级下降，导致电子因量子化效应可以在炭黑的碳材料之间穿行，即所谓的电子跃迁。该理论解释了在炭黑填充高分子复合材料中炭黑粒子之间并不存在相互链接的导电通路条件下，当炭黑的填充量达到一定量时，填充导电炭黑的高分子复合材料仍然具有导电性的现象。两种理论均较好地说明填充炭黑的导电橡胶其炭黑填充量、炭黑结构和加工过程等对导电性能的影响规律。

将导电炭黑填充到橡胶中，会降低橡胶的体积电阻率，其降低程度主要取决于所用炭黑粒子的粒径大小、结构性及其填充量。原生粒径是炭黑影响导电必性的主要参数。炭黑的原生粒子越细，比表面积越小，由此形成的原生聚集体越小，在给定的橡胶单位体积内聚集体分布更多，这将使聚集体间的距离更小，更容易在基材中形成导电通道，或在基材中....