炭黑是一種重要的填料材料，在橡膠行業中被廣泛應用。它可以增強橡膠的機械性能、耐磨性、耐候性、耐化學腐蝕性和導電性等，同時也可以降低橡膠的成本。炭黑的粒徑對橡膠的性質有很大的影響，因此在橡膠硫化過程中，選擇適當粒徑的炭黑對于得到理想的橡膠性能非常重要。
炭黑的粒徑通常用比表面積或沉降體積來表示，一般分為大顆粒炭黑(DBP吸附值在100-130mL/100g)和小顆粒炭黑(DBP吸附值在60-80mL/100g)兩種。對于同一種炭黑，不同粒徑會影響它在橡膠復合材料中的分散性、填充性、增強作用和耐久性等方面的性能。
1.炭黑粒徑對橡膠硫化動力學的影響
在橡膠硫化過程中，炭黑和橡膠之間的交互作用對硫化動力學有很大的影響。炭黑可以促進橡膠的交聯反應，提高硫化速率。然而，粒徑較大的炭黑表面積較小，與橡膠分子的接觸面積也較小，這會限制炭黑對橡膠的交聯反應的作用，導致硫化速率較慢。相反，粒徑較小的炭黑具有更大的比表面積和更多的表面官能團，可以更好地與橡膠分子接觸，在短時間內完成交聯反應，提高硫化速率。
2.炭黑粒徑對橡膠的機械性能的影響
炭黑可以增強橡膠的硬度、模量、耐磨性和抗裂性等機械性能。在相同填充量的情況下，粒徑較小的炭黑可以更好地填充橡膠空隙，增加橡膠的機械強度和剛度。與此相反，粒徑較大的炭黑填充效果較差，對橡膠機械性能的提高作用也不如粒徑較小的炭黑明顯。
3.炭黑粒徑對橡膠導電性的影響
炭黑具有良好的導電性能，可以被用作導電填料。導電橡膠在工業上有廣泛的應用，如電纜、防靜電地板、電子元件的密封、防雷擊材料等。炭黑的粒徑對橡膠導電性能有很大的影響。粒徑較大的炭黑導電性不如粒徑較小的炭黑。這是因為粒徑較小的炭黑具有更多的表面空間和表面官能團，能夠更好地與橡膠分子接觸形成導電網絡，提高導電性能。
4.炭黑粒徑對橡膠的耐久性的影響
炭黑可以提高橡膠的耐磨性、耐候性和耐化學腐蝕性。在相同填充量的情況下，粒徑較小的炭黑表面積更大，與橡膠分子接觸更緊密，可以提高炭黑的分散性和填充性，進而增強橡膠的耐久性。此外，小顆粒炭黑捕捉自由基和抗氧化性能也較好，能夠延緩橡膠的老化過程。
炭黑的粒徑在橡膠硫化過程中具有重要的影響，會影響炭黑的分散性、填充性、增強作用和耐久性，從而決定橡膠的性能。在橡膠配方中，應根據不同的應用領域和目標性能選擇合適的炭黑粒徑。
