要了解“炭黑”，首先需要搞清楚塑料管道的一個(gè)重要性能指標(biāo)——耐候性。
耐候性（Weather Resistance）是指材料在自然環(huán)境中（如陽(yáng)光、溫度、濕度、雨水、風(fēng)等自然因素的影響下）抵抗老化、劣化和性能下降的能力。
耐候性是評(píng)價(jià)材料在戶外應(yīng)用場(chǎng)景中的一個(gè)重要指標(biāo)，特別是對(duì)于長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中的建筑材料、涂料、塑料制品等。
而“炭黑”的作用，就是針對(duì)性提升PE等塑料管道的耐候性。
一、PE管長(zhǎng)時(shí)間暴曬會(huì)發(fā)生什么？
PE塑料管材暴露在室外時(shí)，太陽(yáng)光中的紫外線作為一種高能射線，會(huì)使塑料表面的分子鏈分解并產(chǎn)生自由基，自由基進(jìn)一步氧化產(chǎn)生過(guò)氧基，過(guò)氧基再和聚合物反應(yīng)從而導(dǎo)致聚合物老化，最終反映在管道上就是表面開(kāi)裂、發(fā)脆，力學(xué)性能不斷下降，使用壽命降低。
二、什么是炭黑？
炭黑是一種黑色的粉末狀碳素材料，通常由石油副產(chǎn)品、天然氣或煤炭經(jīng)過(guò)不完全燃燒或熱解過(guò)程制得。炭黑在橡膠、涂料和油墨等行業(yè)中作為顏料和填料廣泛應(yīng)用。
添加炭黑后，PE管能夠形成一個(gè)均勻分布的炭黑層，有效吸收和散射紫外線，提高PE管的抗氧化性能，防止老化和斷裂。
三、炭黑的主要作用是什么？
在PE管道中，炭黑的作用主要表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面：
● 吸收紫外線：
炭黑的高表面積和吸光性質(zhì)使其能夠有效吸收紫外線，防止紫外線直接照射到聚合物分子上。當(dāng)炭黑分散在塑料中時(shí)，炭黑聚集體會(huì)對(duì)紫外線進(jìn)行散射，散射光被炭黑吸收，從而減少了聚合物分子直接吸收的紫外線量，降低了紫外線對(duì)聚合物的照射和損傷。
● 清除自由基：
炭黑表面的官能團(tuán)（如羥基）可以與聚合物分子中由紫外線照射產(chǎn)生的自由基反應(yīng)，從而清除這些活性自由基，防止其引發(fā)進(jìn)一步的聚合物分解反應(yīng)。這種化學(xué)反應(yīng)有助于穩(wěn)定聚合物結(jié)構(gòu)，延緩聚合物的老化過(guò)程。
四、PE管對(duì)炭黑有何要求？
● 炭黑含量：
為了確保良好的紫外線阻隔性能，PE管材料的炭黑含量應(yīng)控制在2-2.5％的范圍內(nèi)。
● 炭黑顆粒大?。?/strong>
炭黑顆粒應(yīng)盡量細(xì)，通常在20-50納米范圍內(nèi)，以便在PE管材料中更好地分散。
● 炭黑灰分：
炭黑灰分越低，純度越高，對(duì)PE管的性能影響越小。一般情況下，PE管用炭黑的灰分應(yīng)控制在0.5％以下。（灰分（Ash Content）是指炭黑中非碳物質(zhì)的總和，通常是指炭黑中的無(wú)機(jī)鹽和其它不燃燒殘留物。）
五、相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
● GB/T 18251-2000《聚烯烴類(lèi)管材料中炭黑含量的測(cè)定》：這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定聚烯烴類(lèi)管材料中炭黑含量的方法。該方法適用于測(cè)定聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚丁烯（PB）等聚烯烴類(lèi)管材料中炭黑含量。
● GB/T 13663-2017《聚乙烯（PE）給水管材料》：這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了聚乙烯（PE）給水管材料的分類(lèi)、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。其中關(guān)于炭黑的要求，規(guī)定了PE100和PE80級(jí)別的管材料中炭黑含量應(yīng)為2.0%～2.5%。
● GB/T 15558.1-2015《埋地聚乙烯（PE）管道系統(tǒng) 第1部分：管材料》：這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了埋地用聚乙烯（PE）管材料的分類(lèi)、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。關(guān)于炭黑的要求，該標(biāo)準(zhǔn)同樣規(guī)定PE100和PE80級(jí)別的管材料中炭黑含量應(yīng)為2.0%～2.5%。
以上是對(duì)PE管“炭黑”的總結(jié)介紹，雖然標(biāo)題說(shuō)是PE管的炭黑，但是實(shí)際上適用于絕大多數(shù)對(duì)炭黑有要求的塑料管道，歸根到底就是提升的塑料管道的“耐候性”。
冀公網(wǎng)安備 13080502000095號(hào)
