为了实现最佳的色彩性能和其他必要属性（如表面光洁度、紫外线保护、光泽度），炭黑需要高度分散，在所需基质中形成微分散。分散良好的炭黑将完全解聚并均匀分布在基质中（见图3）。

大量的团聚（图3中左图）意味着炭黑聚集体未完全分离，其色彩潜力没有得以充分实现。从左图到右图，我们可以看到聚集体种群的增加（作为单个实体），这就改进了微分散性，而微分散性的改善是充分的颜色发展（墨黑度和蓝调）所必需的。

粒径大小是颜色发展的主导因素，结构是次要因素。高黑度应用需要小粒径或高表面积炭黑。本质上，高表面积炭黑比中到低表面积炭黑更难分散。因此，了解分散/工艺面临的挑战对于最大程度实现颜色性能至关重要。我们将在接下来的几节中讨论。

塑料中炭黑的分散通常通过将炭黑暴露于高剪切环境中进行，以实现将炭黑完全解聚为单个聚集体。选择正确的设备和配方这两个步骤非常关键。良好的分散归因于分布混合和分散混合同时进行（见图4）。

在聚合物基质中实现完全分散需要时间和能量。

为了生产效率，每种特定产品都会有一个特定的时间/能量与性能平衡。

双螺杆挤出机、连续密炼机和捏合机是塑料工业常用的炭黑混炼设备。

双螺杆挤出机因其技术成熟、易于放大、灵活的滚筒、螺杆和进料配置设计，适用于多种树脂化学性质和配方，可能在塑料混炼领域占据了主导地位。对于高填充母粒和温度敏感树脂系统，法雷尔连续混炼机（FCM）因其反向旋转的非啮合转子、大自由体积室设计和内部温度控制，能够高效生产优质母粒材料。而像布斯（Buss）制造的捏合机，则基于螺杆轴的同时旋转和轴向振荡，为混合提供均匀的剪切场。

为了达到所需的混炼结果，必须要了解和完善混炼过程中的各种变量，即螺杆和机筒的配置、进料方式、停留时间、温度分布和产量，以适用于各种类型的设备和树脂系统组合。

这里有四个要考虑的因素。

1.  母料或浓缩物 V.S 直接混炼

相较于直接将炭黑混炼掺入最终部件，母料路线是占主导的工艺流程。

- 母料加工

• 载体树脂在高能耗的混合过程中，如双螺杆挤出机或连续密炼机，被装载有高浓度（通常为15-50%）的炭黑。

• 母料能够提高分散水平，增强均匀性。对于高表面积炭黑产品，这一点尤为重要。

2.聚合物类型

熔融粘度、化学性质或与炭黑的相容性以及聚合物的形态这些方面的差异将影响分散效果。

3.添加剂

• 为了改善颜料分散和加工条件，人们研发出了分散添加剂。

• 其他添加剂包括紫外线稳定剂、增塑剂、脱模剂、阻燃剂等，如果与炭黑一起混合，可能会改变炭黑的分散性。通常采用炭黑母料路线，以提高工艺效率，增强材料处理的便捷性。

4. 其他考虑因素：母料稀释工艺

• 将母料均匀地混合或稀释到最终化合物中对于炭黑产品的最佳性能至关重要。

• 母料与稀释树脂之间存在较大的粘度不匹配时，需要进行充分的混炼。

• 如果母料的载体树脂与稀释树脂不是同一种类型，那么它们之间需要具有良好的兼容性。

• 混配料中其他填料的存在可能会影响炭黑的分布，从而影响性能。

在本文中，我们重点介绍了为了从高表面积炭黑中提取全部颜色价值，用于极高黑度应用，应理解的一些考虑因素。高表面积炭黑本质上更难分散，比中低色彩范围中使用的产品更加苛刻，因此恰当的工艺优化（设备和配方）至关重要。在下一篇博客中，我们将更详细地介绍博拉炭黑产品在这一颜色领域的产品设计特点和特定性能属性。