카본블랙(carbon black; CB)은 카본 미세입자로 이루어진 파우더 형태의 물질이다. 현재 카본블랙은 잉크의 검은색 염료부터 전기 전도성 재료에 이르는 다양한 용도로 사용되고 있다.
일반적으로 다음과 같은 특성으로 카본블랙을 구분할 수 있다.
1. Particle size
입자크기는 카본블랙이 레진이나 다른 물질과 혼합되었을 때 색깔과 강도, 분산성에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 일반적으로 입자의 크기가 작을수록 진한 검은색이 되고 입자끼리의 응집력 증가로 분산(dispersion)이 더 어려워진다.
2. Structure (Primary aggregates)
입자의 크기와 마찬가지로 구조 또한 카본블랙의 색깔과 분산성에 영향을 미친다. 일반적으로 구조 크기의 증가는 분산성을 증가시키지만 검은 정도를 감소시킨다. 더 큰 구조를 가진 카본블랙은 우수한 전도성을 보여준다.
3. Surface properties
카본블랙의 표면에는 다양한 기능기 그룹이 존재한다. 카본블랙과 다른 물질 사이의 친화력은 기능기 그룹의 종류에 따라 달라진다. 예를 들자면, 산화처리에 의해 많은 하이드록실 그룹이 생성된 카본블랙은 잉크나 바니시 인쇄에 친화력이 크게 강화되어 분산성이 높이지게 된다.
대표 카본블랙들의 세 가지 특성을 표로 정리하였다.
A TEM image of CB particles (Vulcan XC-72)
Written by S-J. Kim
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