BIRLA CARBON BLOG<\/strong><\/span><\/h1><\/div>\nCONHECIMENTOS DOS ESPECIALISTAS PARA TUDO O QUE TENHA A VER COM NEGRO DE FUMO<\/p>\n<\/div>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>As fun\u00e7\u00f5es do negro de fumo em fios e cabos condutores, aplica\u00e7\u00f5es de isolamento e revestimento<\/strong><\/h1><\/div><\/div><\/div><\/div>02 \/ 08 \/ 2021 por Jinil Kim, Dra. Natalie Harris, Dra. Jun Tian<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>![\"wire](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/conductive-plastic-compounds.jpg\" "\\"conductive-plastic-compounds\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div>Tempo de leitura: 6 minutos<\/strong><\/p>\n<\/div>Os compostos pl\u00e1sticos condutores t\u00eam uma variedade de aplica\u00e7\u00f5es, incluindo condutor e blindagem de isolamento para fios e cabos, antiest\u00e1tico, dissipa\u00e7\u00e3o eletrost\u00e1tica (ESD), blindagem de interfer\u00eancia eletromagn\u00e9tica (EMI) e substitui\u00e7\u00e3o de metal. Os pl\u00e1sticos s\u00e3o normalmente isolantes el\u00e9tricos. \u00c9 comum usar um aditivo condutor para ajustar a condutividade dos pl\u00e1sticos a uma aplica\u00e7\u00e3o particular. Em compara\u00e7\u00e3o com nanotubos de carbono, fibra de carbono, grafeno e flocos ou fios de metal, o negro de fumo \u00e9 o aditivo mais econ\u00f4mico para fazer compostos condutores. Isso se deve \u00e0 tecnologia de processo altamente projetada do negro de fumo e \u00e0 f\u00e1cil dispersabilidade.<\/p>\n
Este blog fala sobre as principais propriedades do negro de fumo e como elas est\u00e3o relacionadas ao desempenho da condutividade, especialmente no que se refere a aplica\u00e7\u00f5es de fios e cabos.<\/p>\n
1. Condutividade do negro de fumo<\/strong><\/h2>\nEm aplica\u00e7\u00f5es de pl\u00e1stico condutivo, o negro de fumo \u00e9 usado principalmente para aumentar a condutividade de materiais pl\u00e1sticos ou para dissipar eletricidade para proteger contra descargas el\u00e9tricas est\u00e1ticas. A condutividade desses pl\u00e1sticos \u00e9 determinada pelo tipo e carga do negro de fumo, bem como pelos processos de composi\u00e7\u00e3o e fabrica\u00e7\u00e3o das pe\u00e7as acabadas. O tipo de resina pl\u00e1stica e aditivos tamb\u00e9m influenciam a condutividade, mas para esta discuss\u00e3o vamos nos concentrar especificamente no negro de fumo. O negro de fumo consiste em nanopart\u00edculas prim\u00e1rias fundidas para formar agregados que s\u00e3o estruturas em cadeia tridimensionais. As propriedades medidas do negro de fumo, como \u00e1rea de superf\u00edcie, estrutura, porosidade e atividade de superf\u00edcie, todas desempenham um papel no desempenho condutor do material pl\u00e1stico, conforme resumido na Tabela 1. Os negros condutores tendem a ter uma \u00e1rea de superf\u00edcie mais alta, estrutura mais alta, porosidade mais alta, mas atividade de superf\u00edcie mais baixa, ou seja, maior limpeza qu\u00edmica. Al\u00e9m disso, a carga e a dispersabilidade do negro de fumo tamb\u00e9m afetam a condutividade (Tabela 2).<\/p>\n
Tabela 1. Propriedades e condutividade fundamentais do negro de fumo<\/em><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>![\"Surfac\"](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/surface-area.png\" "\\"surface-area\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\u00c1rea de superf\u00edcie (tamanho de part\u00edcula prim\u00e1ria)<\/strong><\/p>\n\n- Os negros de carbono de alta \u00e1rea de superf\u00edcie (menor tamanho de part\u00edcula prim\u00e1ria) fornecem uma \u00e1rea de superf\u00edcie mais espec\u00edfica para a transfer\u00eancia de el\u00e9trons.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
![\"Structure\"](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/structure.png\" "\\"structure\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Estrutura (tamanho agregado)<\/strong><\/p>\n\n- O tamanho de agregado mais alto leva \u00e0 forma\u00e7\u00e3o do caminho condutor com carregamento mais baixo.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
![\"Porosity\"](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/porosity.png\" "\\"porosity\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Porosidade<\/strong><\/p>\n\n- O negro de fumo com alta porosidade cont\u00e9m um maior n\u00famero de agregados por unidade de peso.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
![\"Surface](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/surface-activity.png\" "\\"surface-activity\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Atividade de superf\u00edcie<\/strong><\/p>\n\n- Baixa atividade de superf\u00edcie (maior limpeza qu\u00edmica) mostra maior condutividade intr\u00ednseca que ajuda a forma\u00e7\u00e3o de um caminho condutor.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
Tabela 2. Efeito do carregamento e dispers\u00e3o do negro de fumo na condutividade<\/em><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>![\"Carbon](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/carbon-black-loading.png\" "\\"carbon-black-loading\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Carregamento de negro de fumo<\/strong><\/p>\n\n- Uma carga mais alta de negro de fumo leva \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de um caminho condutor.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
![\"Dispersion\"](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/dispersion.png\" "\\"dispersion\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Dispers\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n- O negro de fumo melhor disperso reduz a dist\u00e2ncia entre os negros de fumo e leva \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de um caminho condutor.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
2. Aplica\u00e7\u00f5es de fios e cabos<\/h2>\n
![\"Figure](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/schematic-structure-of-underground-power-cable-1024x822.png\")
<\/a><\/p>\nAs ind\u00fastrias de fios e cabos consomem a maior quantidade de negro de fumo condutor, a maioria dos quais \u00e9 usada nas blindagens de condutor e isolamento de cabos de m\u00e9dia e alta tens\u00e3o. A Figura 1 ilustra a estrutura t\u00edpica dos cabos de alimenta\u00e7\u00e3o. A blindagem do condutor pode se ligar ao condutor de metal para fornecer uma interface suave e um campo el\u00e9trico homogeneamente distribu\u00eddo para o isolamento. A blindagem de isolamento protege o isolamento contra danos do corona e oferece seguran\u00e7a. O negro de fumo nas blindagens do condutor e do isolamento desempenham um papel cr\u00edtico na vida \u00fatil de longo prazo do cabo.<\/p>\n
Dependendo da aplica\u00e7\u00e3o espec\u00edfica e do tipo de negro de fumo, a carga de negro de fumo pode variar de ~ 22% a ~ 44% por peso. Embora n\u00e3o seja uma necessidade condutiva, o negro de fumo tamb\u00e9m \u00e9 usado na capa do cabo para refor\u00e7ar a prote\u00e7\u00e3o UV.<\/p>\n
3. Requisitos de negros de carbono em aplica\u00e7\u00f5es de fios e cabos<\/strong><\/h2>\nO negro de fumo \u00e9 um componente essencial usado nas blindagens do condutor e do isolamento para fornecer o desempenho de condutividade desejado. Para escolher um negro de fumo, podemos observar a carga desejada de negro de fumo. A decis\u00e3o \u00e9 ent\u00e3o se usar um negro de fumo com maior condutividade em cargas mais baixas ou um negro de fumo com condutividade mais baixa em cargas mais altas. No entanto, a sele\u00e7\u00e3o do negro de fumo n\u00e3o depende apenas da especifica\u00e7\u00e3o de condutividade necess\u00e1ria, mas tamb\u00e9m de outros requisitos, incluindo dispersibilidade, reologia, desempenho mec\u00e2nico e suavidade da superf\u00edcie.<\/p>\n
Conforme mencionado anteriormente, a condutividade dos compostos de negro de fumo \u00e9 determinada n\u00e3o apenas pelo tipo e carga do negro de fumo, mas tamb\u00e9m pelas condi\u00e7\u00f5es do processo, incluindo a composi\u00e7\u00e3o e a extrus\u00e3o final do cabo. Um entendimento completo de todos esses aspectos garante a otimiza\u00e7\u00e3o do desempenho condutivo.<\/p>\n
3.1. Dispersibilidade<\/h3>\n
Os negros de carbono mostram n\u00edveis mais altos de dispersibilidade com \u00e1rea de superf\u00edcie decrescente, porosidade mais baixa e estrutura mais alta. Conforme mostrado na rela\u00e7\u00e3o propriedade-desempenho na Tabela 1, com exce\u00e7\u00e3o da estrutura, h\u00e1 uma compensa\u00e7\u00e3o \u00f3bvia entre facilidade de dispers\u00e3o e entrega de altos n\u00edveis de condutividade.<\/p>\n
Portanto, quando o negro de fumo de maior condutividade \u00e9 necess\u00e1rio, \u00e9 importante encontrar um equil\u00edbrio entre a dispersibilidade e a condutividade. Os negros de carbono com diferentes n\u00edveis de dispers\u00e3o s\u00e3o mostrados na Figura 3.<\/p>\n
Podemos observar alguns cen\u00e1rios:<\/p>\n
Cen\u00e1rio 1:<\/p>\n
Maior \u00e1rea de superf\u00edcie e estrutura m\u00e9dia de negro de fumo: Aqui, a energia de dispers\u00e3o suficiente deve permitir a desaglomera\u00e7\u00e3o total para os agregados individuais para fornecer o desempenho condutor ideal e outros atributos secund\u00e1rios.<\/p>\n
Cen\u00e1rio 2:<\/p>\n
\u00c1rea de superf\u00edcie inferior e estrutura alta: Com este equil\u00edbrio de propriedades, o negro de fumo altamente dispers\u00edvel e render\u00e1 um desempenho condutor, mas com cargas ligeiramente mais altas em compara\u00e7\u00e3o com o negro de fumo descrito no Cen\u00e1rio 1. Isso significa que a energia de dispers\u00e3o mais baixa \u00e9 suficiente para fornecer uma boa dispers\u00e3o para o desempenho de condutividade desejado. Vale a pena mencionar que a mistura excessivamente agressiva ou muita entrada de energia com este tipo de negro de fumo pode levar \u00e0 quebra do agregado (estrutura mais alta = agregado mais fri\u00e1vel) e, portanto, entregar desempenho inferior ao desejado.<\/p>\n
CONHECIMENTOS DOS ESPECIALISTAS PARA TUDO O QUE TENHA A VER COM NEGRO DE FUMO<\/p>\n<\/div>\n<\/div>
As fun\u00e7\u00f5es do negro de fumo em fios e cabos condutores, aplica\u00e7\u00f5es de isolamento e revestimento<\/strong><\/h1><\/div><\/div><\/div><\/div>02 \/ 08 \/ 2021 por Jinil Kim, Dra. Natalie Harris, Dra. Jun Tian<\/p>\n<\/div>
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Este blog fala sobre as principais propriedades do negro de fumo e como elas est\u00e3o relacionadas ao desempenho da condutividade, especialmente no que se refere a aplica\u00e7\u00f5es de fios e cabos.<\/p>\n
1. Condutividade do negro de fumo<\/strong><\/h2>\nEm aplica\u00e7\u00f5es de pl\u00e1stico condutivo, o negro de fumo \u00e9 usado principalmente para aumentar a condutividade de materiais pl\u00e1sticos ou para dissipar eletricidade para proteger contra descargas el\u00e9tricas est\u00e1ticas. A condutividade desses pl\u00e1sticos \u00e9 determinada pelo tipo e carga do negro de fumo, bem como pelos processos de composi\u00e7\u00e3o e fabrica\u00e7\u00e3o das pe\u00e7as acabadas. O tipo de resina pl\u00e1stica e aditivos tamb\u00e9m influenciam a condutividade, mas para esta discuss\u00e3o vamos nos concentrar especificamente no negro de fumo. O negro de fumo consiste em nanopart\u00edculas prim\u00e1rias fundidas para formar agregados que s\u00e3o estruturas em cadeia tridimensionais. As propriedades medidas do negro de fumo, como \u00e1rea de superf\u00edcie, estrutura, porosidade e atividade de superf\u00edcie, todas desempenham um papel no desempenho condutor do material pl\u00e1stico, conforme resumido na Tabela 1. Os negros condutores tendem a ter uma \u00e1rea de superf\u00edcie mais alta, estrutura mais alta, porosidade mais alta, mas atividade de superf\u00edcie mais baixa, ou seja, maior limpeza qu\u00edmica. Al\u00e9m disso, a carga e a dispersabilidade do negro de fumo tamb\u00e9m afetam a condutividade (Tabela 2).<\/p>\n
Tabela 1. Propriedades e condutividade fundamentais do negro de fumo<\/em><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\u00c1rea de superf\u00edcie (tamanho de part\u00edcula prim\u00e1ria)<\/strong><\/p>\n\n- Os negros de carbono de alta \u00e1rea de superf\u00edcie (menor tamanho de part\u00edcula prim\u00e1ria) fornecem uma \u00e1rea de superf\u00edcie mais espec\u00edfica para a transfer\u00eancia de el\u00e9trons.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
Estrutura (tamanho agregado)<\/strong><\/p>\n\n- O tamanho de agregado mais alto leva \u00e0 forma\u00e7\u00e3o do caminho condutor com carregamento mais baixo.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
Porosidade<\/strong><\/p>\n\n- O negro de fumo com alta porosidade cont\u00e9m um maior n\u00famero de agregados por unidade de peso.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
Atividade de superf\u00edcie<\/strong><\/p>\n\n- Baixa atividade de superf\u00edcie (maior limpeza qu\u00edmica) mostra maior condutividade intr\u00ednseca que ajuda a forma\u00e7\u00e3o de um caminho condutor.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
Tabela 2. Efeito do carregamento e dispers\u00e3o do negro de fumo na condutividade<\/em><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Carregamento de negro de fumo<\/strong><\/p>\n\n- Uma carga mais alta de negro de fumo leva \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de um caminho condutor.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
Dispers\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n- O negro de fumo melhor disperso reduz a dist\u00e2ncia entre os negros de fumo e leva \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de um caminho condutor.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
2. Aplica\u00e7\u00f5es de fios e cabos<\/h2>\n
<\/a><\/p>\nAs ind\u00fastrias de fios e cabos consomem a maior quantidade de negro de fumo condutor, a maioria dos quais \u00e9 usada nas blindagens de condutor e isolamento de cabos de m\u00e9dia e alta tens\u00e3o. A Figura 1 ilustra a estrutura t\u00edpica dos cabos de alimenta\u00e7\u00e3o. A blindagem do condutor pode se ligar ao condutor de metal para fornecer uma interface suave e um campo el\u00e9trico homogeneamente distribu\u00eddo para o isolamento. A blindagem de isolamento protege o isolamento contra danos do corona e oferece seguran\u00e7a. O negro de fumo nas blindagens do condutor e do isolamento desempenham um papel cr\u00edtico na vida \u00fatil de longo prazo do cabo.<\/p>\n
Dependendo da aplica\u00e7\u00e3o espec\u00edfica e do tipo de negro de fumo, a carga de negro de fumo pode variar de ~ 22% a ~ 44% por peso. Embora n\u00e3o seja uma necessidade condutiva, o negro de fumo tamb\u00e9m \u00e9 usado na capa do cabo para refor\u00e7ar a prote\u00e7\u00e3o UV.<\/p>\n
3. Requisitos de negros de carbono em aplica\u00e7\u00f5es de fios e cabos<\/strong><\/h2>\nO negro de fumo \u00e9 um componente essencial usado nas blindagens do condutor e do isolamento para fornecer o desempenho de condutividade desejado. Para escolher um negro de fumo, podemos observar a carga desejada de negro de fumo. A decis\u00e3o \u00e9 ent\u00e3o se usar um negro de fumo com maior condutividade em cargas mais baixas ou um negro de fumo com condutividade mais baixa em cargas mais altas. No entanto, a sele\u00e7\u00e3o do negro de fumo n\u00e3o depende apenas da especifica\u00e7\u00e3o de condutividade necess\u00e1ria, mas tamb\u00e9m de outros requisitos, incluindo dispersibilidade, reologia, desempenho mec\u00e2nico e suavidade da superf\u00edcie.<\/p>\n
Conforme mencionado anteriormente, a condutividade dos compostos de negro de fumo \u00e9 determinada n\u00e3o apenas pelo tipo e carga do negro de fumo, mas tamb\u00e9m pelas condi\u00e7\u00f5es do processo, incluindo a composi\u00e7\u00e3o e a extrus\u00e3o final do cabo. Um entendimento completo de todos esses aspectos garante a otimiza\u00e7\u00e3o do desempenho condutivo.<\/p>\n
3.1. Dispersibilidade<\/h3>\n
Os negros de carbono mostram n\u00edveis mais altos de dispersibilidade com \u00e1rea de superf\u00edcie decrescente, porosidade mais baixa e estrutura mais alta. Conforme mostrado na rela\u00e7\u00e3o propriedade-desempenho na Tabela 1, com exce\u00e7\u00e3o da estrutura, h\u00e1 uma compensa\u00e7\u00e3o \u00f3bvia entre facilidade de dispers\u00e3o e entrega de altos n\u00edveis de condutividade.<\/p>\n
Portanto, quando o negro de fumo de maior condutividade \u00e9 necess\u00e1rio, \u00e9 importante encontrar um equil\u00edbrio entre a dispersibilidade e a condutividade. Os negros de carbono com diferentes n\u00edveis de dispers\u00e3o s\u00e3o mostrados na Figura 3.<\/p>\n
Podemos observar alguns cen\u00e1rios:<\/p>\n
Cen\u00e1rio 1:<\/p>\n
Maior \u00e1rea de superf\u00edcie e estrutura m\u00e9dia de negro de fumo: Aqui, a energia de dispers\u00e3o suficiente deve permitir a desaglomera\u00e7\u00e3o total para os agregados individuais para fornecer o desempenho condutor ideal e outros atributos secund\u00e1rios.<\/p>\n
Cen\u00e1rio 2:<\/p>\n
\u00c1rea de superf\u00edcie inferior e estrutura alta: Com este equil\u00edbrio de propriedades, o negro de fumo altamente dispers\u00edvel e render\u00e1 um desempenho condutor, mas com cargas ligeiramente mais altas em compara\u00e7\u00e3o com o negro de fumo descrito no Cen\u00e1rio 1. Isso significa que a energia de dispers\u00e3o mais baixa \u00e9 suficiente para fornecer uma boa dispers\u00e3o para o desempenho de condutividade desejado. Vale a pena mencionar que a mistura excessivamente agressiva ou muita entrada de energia com este tipo de negro de fumo pode levar \u00e0 quebra do agregado (estrutura mais alta = agregado mais fri\u00e1vel) e, portanto, entregar desempenho inferior ao desejado.<\/p>\n
02 \/ 08 \/ 2021 por Jinil Kim, Dra. Natalie Harris, Dra. Jun Tian<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Tempo de leitura: 6 minutos<\/strong><\/p>\n<\/div> Os compostos pl\u00e1sticos condutores t\u00eam uma variedade de aplica\u00e7\u00f5es, incluindo condutor e blindagem de isolamento para fios e cabos, antiest\u00e1tico, dissipa\u00e7\u00e3o eletrost\u00e1tica (ESD), blindagem de interfer\u00eancia eletromagn\u00e9tica (EMI) e substitui\u00e7\u00e3o de metal. Os pl\u00e1sticos s\u00e3o normalmente isolantes el\u00e9tricos. \u00c9 comum usar um aditivo condutor para ajustar a condutividade dos pl\u00e1sticos a uma aplica\u00e7\u00e3o particular. Em compara\u00e7\u00e3o com nanotubos de carbono, fibra de carbono, grafeno e flocos ou fios de metal, o negro de fumo \u00e9 o aditivo mais econ\u00f4mico para fazer compostos condutores. Isso se deve \u00e0 tecnologia de processo altamente projetada do negro de fumo e \u00e0 f\u00e1cil dispersabilidade.<\/p>\n Este blog fala sobre as principais propriedades do negro de fumo e como elas est\u00e3o relacionadas ao desempenho da condutividade, especialmente no que se refere a aplica\u00e7\u00f5es de fios e cabos.<\/p>\n Em aplica\u00e7\u00f5es de pl\u00e1stico condutivo, o negro de fumo \u00e9 usado principalmente para aumentar a condutividade de materiais pl\u00e1sticos ou para dissipar eletricidade para proteger contra descargas el\u00e9tricas est\u00e1ticas. A condutividade desses pl\u00e1sticos \u00e9 determinada pelo tipo e carga do negro de fumo, bem como pelos processos de composi\u00e7\u00e3o e fabrica\u00e7\u00e3o das pe\u00e7as acabadas. O tipo de resina pl\u00e1stica e aditivos tamb\u00e9m influenciam a condutividade, mas para esta discuss\u00e3o vamos nos concentrar especificamente no negro de fumo. O negro de fumo consiste em nanopart\u00edculas prim\u00e1rias fundidas para formar agregados que s\u00e3o estruturas em cadeia tridimensionais. As propriedades medidas do negro de fumo, como \u00e1rea de superf\u00edcie, estrutura, porosidade e atividade de superf\u00edcie, todas desempenham um papel no desempenho condutor do material pl\u00e1stico, conforme resumido na Tabela 1. Os negros condutores tendem a ter uma \u00e1rea de superf\u00edcie mais alta, estrutura mais alta, porosidade mais alta, mas atividade de superf\u00edcie mais baixa, ou seja, maior limpeza qu\u00edmica. Al\u00e9m disso, a carga e a dispersabilidade do negro de fumo tamb\u00e9m afetam a condutividade (Tabela 2).<\/p>\n Tabela 1. Propriedades e condutividade fundamentais do negro de fumo<\/em><\/p>\n<\/div> \u00c1rea de superf\u00edcie (tamanho de part\u00edcula prim\u00e1ria)<\/strong><\/p>\n Estrutura (tamanho agregado)<\/strong><\/p>\n Porosidade<\/strong><\/p>\n Atividade de superf\u00edcie<\/strong><\/p>\n Tabela 2. Efeito do carregamento e dispers\u00e3o do negro de fumo na condutividade<\/em><\/p>\n<\/div> Carregamento de negro de fumo<\/strong><\/p>\n Dispers\u00e3o<\/strong><\/p>\n As ind\u00fastrias de fios e cabos consomem a maior quantidade de negro de fumo condutor, a maioria dos quais \u00e9 usada nas blindagens de condutor e isolamento de cabos de m\u00e9dia e alta tens\u00e3o. A Figura 1 ilustra a estrutura t\u00edpica dos cabos de alimenta\u00e7\u00e3o. A blindagem do condutor pode se ligar ao condutor de metal para fornecer uma interface suave e um campo el\u00e9trico homogeneamente distribu\u00eddo para o isolamento. A blindagem de isolamento protege o isolamento contra danos do corona e oferece seguran\u00e7a. O negro de fumo nas blindagens do condutor e do isolamento desempenham um papel cr\u00edtico na vida \u00fatil de longo prazo do cabo.<\/p>\n Dependendo da aplica\u00e7\u00e3o espec\u00edfica e do tipo de negro de fumo, a carga de negro de fumo pode variar de ~ 22% a ~ 44% por peso. Embora n\u00e3o seja uma necessidade condutiva, o negro de fumo tamb\u00e9m \u00e9 usado na capa do cabo para refor\u00e7ar a prote\u00e7\u00e3o UV.<\/p>\n O negro de fumo \u00e9 um componente essencial usado nas blindagens do condutor e do isolamento para fornecer o desempenho de condutividade desejado. Para escolher um negro de fumo, podemos observar a carga desejada de negro de fumo. A decis\u00e3o \u00e9 ent\u00e3o se usar um negro de fumo com maior condutividade em cargas mais baixas ou um negro de fumo com condutividade mais baixa em cargas mais altas. No entanto, a sele\u00e7\u00e3o do negro de fumo n\u00e3o depende apenas da especifica\u00e7\u00e3o de condutividade necess\u00e1ria, mas tamb\u00e9m de outros requisitos, incluindo dispersibilidade, reologia, desempenho mec\u00e2nico e suavidade da superf\u00edcie.<\/p>\n Conforme mencionado anteriormente, a condutividade dos compostos de negro de fumo \u00e9 determinada n\u00e3o apenas pelo tipo e carga do negro de fumo, mas tamb\u00e9m pelas condi\u00e7\u00f5es do processo, incluindo a composi\u00e7\u00e3o e a extrus\u00e3o final do cabo. Um entendimento completo de todos esses aspectos garante a otimiza\u00e7\u00e3o do desempenho condutivo.<\/p>\n Os negros de carbono mostram n\u00edveis mais altos de dispersibilidade com \u00e1rea de superf\u00edcie decrescente, porosidade mais baixa e estrutura mais alta. Conforme mostrado na rela\u00e7\u00e3o propriedade-desempenho na Tabela 1, com exce\u00e7\u00e3o da estrutura, h\u00e1 uma compensa\u00e7\u00e3o \u00f3bvia entre facilidade de dispers\u00e3o e entrega de altos n\u00edveis de condutividade.<\/p>\n Portanto, quando o negro de fumo de maior condutividade \u00e9 necess\u00e1rio, \u00e9 importante encontrar um equil\u00edbrio entre a dispersibilidade e a condutividade. Os negros de carbono com diferentes n\u00edveis de dispers\u00e3o s\u00e3o mostrados na Figura 3.<\/p>\n Podemos observar alguns cen\u00e1rios:<\/p>\n Cen\u00e1rio 1:<\/p>\n Maior \u00e1rea de superf\u00edcie e estrutura m\u00e9dia de negro de fumo: Aqui, a energia de dispers\u00e3o suficiente deve permitir a desaglomera\u00e7\u00e3o total para os agregados individuais para fornecer o desempenho condutor ideal e outros atributos secund\u00e1rios.<\/p>\n Cen\u00e1rio 2:<\/p>\n \u00c1rea de superf\u00edcie inferior e estrutura alta: Com este equil\u00edbrio de propriedades, o negro de fumo altamente dispers\u00edvel e render\u00e1 um desempenho condutor, mas com cargas ligeiramente mais altas em compara\u00e7\u00e3o com o negro de fumo descrito no Cen\u00e1rio 1. Isso significa que a energia de dispers\u00e3o mais baixa \u00e9 suficiente para fornecer uma boa dispers\u00e3o para o desempenho de condutividade desejado. Vale a pena mencionar que a mistura excessivamente agressiva ou muita entrada de energia com este tipo de negro de fumo pode levar \u00e0 quebra do agregado (estrutura mais alta = agregado mais fri\u00e1vel) e, portanto, entregar desempenho inferior ao desejado.<\/p>\n1. Condutividade do negro de fumo<\/strong><\/h2>\n
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2. Aplica\u00e7\u00f5es de fios e cabos<\/h2>\n
![\"Figure](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/schematic-structure-of-underground-power-cable.png\")
<\/a><\/p>\n3. Requisitos de negros de carbono em aplica\u00e7\u00f5es de fios e cabos<\/strong><\/h2>\n
3.1. Dispersibilidade<\/h3>\n