Tối Ưu Hóa Ứng Dụng Bột Than Đen Siêu Mịn – Conductive Carbon Black Trong Các Ngành Công Nghiệp

Với khả năng dẫn điện tuyệt vời và tính ứng dụng linh hoạt, Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black  không chỉ là nguyên liệu chính trong sản xuất sơn dẫn điện, vật liệu composite mà còn là thành phần quan trọng trong nhiều sản phẩm điện tử, pin, và linh kiện. Tuy nhiên, để tối đa hóa hiệu quả khi sử dụng loại vật liệu này, việc hiểu rõ về đặc tính, ứng dụng, cũng như phương pháp bảo quản và xử lý sự cố là vô cùng cần thiết.

Hãy cùng chúng tôi khám phá các ứng dụng tuyệt vời của Conductive Carbon Black, những lợi ích mà nó mang lại trong các ngành công nghiệp, cũng như những lưu ý quan trọng khi sử dụng và bảo quản. Bạn sẽ tìm thấy tất cả thông tin cần thiết để áp dụng Bột than đen siêu mịn một cách an toàn và hiệu quả nhất trong công việc và sản xuất.

Thông tin sản phẩm 

Tên sản phẩm: Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black
Tên gọi khác: Carbon đen dẫn điện, Bột carbon đen siêu dẫn, Conductive Furnace Black
Số CAS: 1333-86-4
Xuất xứ: Nhật Bản, Trung Quốc
Quy cách: Bao 25kg 
Ngoại quan: Dạng bột siêu mịn, màu đen tuyền, không tan trong nước
Hotline: 0867.883.818

1. Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black là gì?

Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black là một dạng đặc biệt của carbon đen (carbon black), được sản xuất nhằm mục đích tối ưu hóa khả năng dẫn điện và truyền dẫn electron trong các hệ vật liệu. Đây là vật liệu vô cơ có cấu trúc không tinh thể (amorphous) nhưng có xu hướng sắp xếp cục bộ giống như graphit. Tạo nên mạng lưới dẫn điện hiệu quả ở cấp độ nano. Sản phẩm có ngoại quan là bột màu đen tuyền, siêu mịn. Không tan trong nước, không mùi, và có độ ổn định hóa học cao.

Conductive Carbon Black không chỉ đơn thuần là chất tạo màu đen mà còn đóng vai trò là chất phụ gia dẫn điện thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Với kích thước hạt rất nhỏ (từ 10 đến vài chục nanomet). Diện tích bề mặt lớn và cấu trúc kết tụ dạng chuỗi hoặc mạng phân nhánh. Vật liệu này có thể tạo thành những con đường dẫn điện liên tục trong vật liệu nền (thường là cao su, nhựa, hoặc polymer), từ đó làm giảm điện trở thể tích của toàn hệ thống.

Nhờ tính chất dẫn điện vượt trội và khả năng phân tán tốt, bột than đen siêu mịn được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất pin lithium-ion, siêu tụ điện (supercapacitor), vật liệu chống tĩnh điện, nhựa dẫn điện, sơn phủ dẫn điện, linh kiện điện tử, cao su cách điện, và nhiều sản phẩm công nghệ cao khác. Ngoài ra, nó còn có tính năng hấp phụ mạnh và bền nhiệt. Giúp tăng độ bền và tuổi thọ cho sản phẩm cuối cùng.

2. Tính chất vật lý và hóa học của  Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black

Tính chất vật lý:

• Ngoại quan: Bột màu đen tuyền, dạng siêu mịn, không bóng. Dễ bay bụi nếu thao tác không cẩn thận.

• Kích thước hạt: Dao động từ 10 đến 100 nanomet, tùy thuộc vào dòng sản phẩm và công nghệ sản xuất.

• Diện tích bề mặt (BET): Rất cao, thường nằm trong khoảng 200 đến 1500 m²/g – là yếu tố quyết định khả năng dẫn điện và hấp phụ.

• Tỷ trọng riêng: Khoảng từ 1.8 đến 2.1 g/cm³, phụ thuộc vào mức độ kết tụ của các hạt.

• Độ ẩm: Rất thấp, thường dưới 1%, giúp duy trì hiệu quả dẫn điện ổn định.

• Tính dẫn điện: Cao, nhờ cấu trúc liên kết chuỗi dạng graphitic. Điện trở suất có thể thấp tới 10⁻⁴ S/cm, phù hợp với yêu cầu truyền dẫn điện tử trong các hệ vật liệu.

• Tính phân tán: Phân tán tốt trong các môi trường gốc hữu cơ hoặc polyme nếu được xử lý bề mặt thích hợp.

• Nhiệt độ phân hủy: Không có điểm nóng chảy cụ thể; khi nhiệt độ vượt quá 3000°C trong điều kiện yếm khí, carbon bắt đầu phân hủy.

Tính chất hóa học:

• Thành phần chính: Gồm carbon nguyên chất với hàm lượng trên 95%, phần còn lại là tro hoặc chất bay hơi rất nhỏ.

• Cấu trúc hóa học: Vô định hình nhưng có xu hướng sắp xếp theo mạng graphitic – tạo ra khả năng truyền electron hiệu quả.

• Tính trơ hóa học: Không phản ứng với phần lớn axit và bazơ loãng, chịu được môi trường khắc nghiệt.

• Phản ứng oxy hóa: Có thể bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa mạnh. Như axit nitric đặc, hỗn hợp axit sunfuric – nitric. Hoặc bị đốt cháy hoàn toàn tạo thành khí CO₂ trong môi trường giàu oxy.

• Tính hấp phụ: Rất cao do diện tích bề mặt lớn, cho phép hấp phụ ion kim loại, khí độc, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), v.v.

• Độ bền nhiệt: Ổn định ở nhiệt độ cao trong môi trường không có oxy. Phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp chịu nhiệt.

 3. Ứng dụng của Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black do KDC Chemical cung cấp

3.1. Chất dẫn điện trong pin lithium-ion (Li-ion)

Ứng dụng:
Conductive Carbon Black được sử dụng như một chất phụ gia dẫn điện trong cấu trúc điện cực của pin lithium-ion, giúp cải thiện hiệu suất truyền tải điện tử trong cả cực âm và cực dương. Việc bổ sung loại carbon này vào hỗn hợp điện cực giúp giảm điện trở trong. Cải thiện mật độ dòng điện và độ ổn định chu kỳ của pin. Đặc biệt quan trọng trong các thiết bị điện tử cao cấp và xe điện.

Cơ chế hoạt động:
Về mặt hiện tượng vật lý, các hạt carbon nano của vật liệu này liên kết với nhau tạo thành mạng dẫn điện ba chiều giúp electron di chuyển tự do trong lớp vật liệu hoạt tính. Về phản ứng hóa học, bột than đen không trực tiếp tham gia vào phản ứng oxi hóa–khử của ion lithium. Nhưng đóng vai trò hỗ trợ mạnh mẽ cho các phản ứng này nhờ khả năng dẫn điện hiệu quả. Từ đó giúp pin hoạt động ổn định và hiệu quả hơn.

3.2. Tăng cường dẫn điện trong siêu tụ điện (supercapacitor)

Ứng dụng:
Trong lĩnh vực sản xuất siêu tụ điện, bột than đen siêu mịn giúp tăng khả năng tích điện và giảm tổn hao năng lượng. Nhờ diện tích bề mặt lớn và cấu trúc xốp ở cấp độ nano, nó tạo điều kiện lý tưởng cho việc hình thành lớp điện kép tại bề mặt điện cực. Giúp các siêu tụ lưu trữ và phóng điện nhanh chóng. Đáp ứng nhu cầu tải cao trong thời gian ngắn.

Cơ chế hoạt động:
Hiện tượng vật lý liên quan đến việc hình thành lớp điện kép (electric double layer – EDL) tại bề mặt hạt carbon, nơi các ion từ dung dịch điện ly tích tụ lại, tạo năng lượng tĩnh điện. Phản ứng hóa học không xảy ra trực tiếp trong tụ điện loại này (EDLC). Nhưng khi kết hợp với vật liệu pseudocapacitive, carbon đen hỗ trợ truyền electron đến các vị trí phản ứng xảy ra. Như oxi hóa khử của oxit kim loại hoặc polymer dẫn điện.

3.3. Chất chống tĩnh điện trong vật liệu nhựa (antistatic additive)

Ứng dụng:
Conductive Carbon Black được pha trộn vào các loại nhựa kỹ thuật (như ABS, PP, PVC) để tạo ra vật liệu chống tĩnh điện. Giúp ngăn sự tích tụ điện tích gây hư hỏng thiết bị điện tử hoặc nguy cơ cháy nổ trong môi trường công nghiệp. Nhựa dẫn điện này thường dùng trong sản xuất bao bì linh kiện điện tử. Sàn phòng sạch và thiết bị đóng gói chống tĩnh điện.

Cơ chế hoạt động:
Hiện tượng vật lý xảy ra khi các hạt carbon tạo thành mạng lưới tiếp xúc trong ma trận polymer. Dẫn đến việc điện tích có thể truyền và phân tán thay vì tích tụ. Mạng lưới này giúp hạ thấp điện trở bề mặt của vật liệu từ mức cách điện xuống mức bán dẫn hoặc dẫn điện nhẹ. Phản ứng hóa học không diễn ra trong quá trình sử dụng thông thường. Nhưng ở nhiệt độ cao, carbon đen có thể xúc tác nhẹ cho sự phân rã các liên kết polymer yếu nếu không được xử lý bề mặt phù hợp.

3.4. Phụ gia dẫn điện cho sơn phủ và mực in điện tử

Ứng dụng:
Trong ngành sơn phủ và in ấn điện tử, carbon đen siêu mịn được dùng để tạo ra các lớp phủ có khả năng dẫn điện. Phục vụ cho mạch in mềm, sơn chống tĩnh điện, màn hình cảm ứng hoặc mực in RFID. Ngoài việc mang màu đen đặc trưng. Nó còn cung cấp chức năng điện học quan trọng.

Cơ chế hoạt động:
Hiện tượng vật lý diễn ra khi carbon đen phân tán đều trong môi trường sơn hoặc mực in. Tạo thành các vùng dẫn điện liên kết liên tục sau khi dung môi bay hơi, giúp dẫn dòng điện qua lớp mỏng này. Phản ứng hóa học trong môi trường này thường không xảy ra. Vì bột than đen hoàn toàn trơ và không phản ứng với các thành phần của sơn hoặc mực khi được sử dụng đúng cách.

3.5. Chất độn dẫn điện trong cao su cách điện (dây cáp, tấm cách điện)

Ứng dụng:
Carbon đen được sử dụng làm chất độn trong cao su dẫn điện, vừa giúp tăng độ bền cơ học, vừa cải thiện tính dẫn điện có kiểm soát. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng như dây cáp điện. Đệm chống rung cho thiết bị điện tử và vật liệu chống sét.

Cơ chế hoạt động:
Hiện tượng vật lý thể hiện qua việc các hạt carbon đen phân bố trong ma trận cao su tạo thành một mạng dẫn điện liên tục, cho phép dòng điện truyền qua ở mức điện trở thiết kế. Phản ứng hóa học giữa carbon đen và cao su có thể xảy ra ở giai đoạn chưa lưu hóa. Với vai trò xúc tác nhẹ cho sự tạo liên kết chéo giữa các chuỗi polymer. Tuy nhiên sau quá trình lưu hóa thì carbon đen đóng vai trò trơ và bền.

3.6. Vật liệu hấp phụ trong xử lý khí độc và VOCs

Ứng dụng:
Bột than đen siêu mịn còn có khả năng hấp phụ khí độc và hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs). Thường thấy trong hệ thống lọc không khí công nghiệp và dân dụng. Nhờ diện tích bề mặt lớn và cấu trúc rỗng. Vật liệu này có thể giữ lại các phân tử khí độc trong thời gian dài mà không bị phân hủy.

Cơ chế hoạt động:
Hiện tượng vật lý chủ yếu là hấp phụ bề mặt, nơi các phân tử khí bị giữ lại bởi lực van der Waals trên bề mặt xốp của carbon đen. Phản ứng hóa học có thể xảy ra nhẹ trong trường hợp các khí như SO₂, NOx tiếp xúc với carbon đen hoạt hóa. Chúng có thể bị oxy hóa một phần thành axit hoặc sản phẩm oxi hóa khác, hỗ trợ quá trình xử lý khí thải.

3.7. Vật liệu gia cường cho composite dẫn điện

Ứng dụng:
Trong các vật liệu composite có nền epoxy, polyester hoặc polyurethane, bột than đen siêu mịn vừa đóng vai trò như chất dẫn điện vừa là chất gia cường cơ học. Giúp cải thiện độ bền, độ dẻo và khả năng truyền tín hiệu điện trong các thiết bị công nghiệp, viễn thông và hàng không.

Cơ chế hoạt động:
Hiện tượng vật lý bao gồm việc các hạt carbon phân tán đều và tạo thành mạng ba chiều trong nền polymer, làm tăng khả năng dẫn điện và chống nứt gãy cơ học. Phản ứng hóa học nhẹ có thể xảy ra trong quá trình đóng rắn hoặc polymer hóa. Đặc biệt nếu carbon đen có bề mặt hoạt tính chưa được xử lý. Ânh hưởng đến tốc độ phản ứng hoặc hình thái mạng lưới polymer cuối cùng.

3.8. Tạo nền vật liệu từ tính mềm hoặc cảm biến lực

Ứng dụng:
Carbon đen siêu mịn được sử dụng làm thành phần trong các cảm biến áp suất hoặc cảm biến biến dạng (piezoresistive), đặc biệt là trong thiết bị đeo, robot mềm, hoặc công nghệ y tế tương tác. Khi có lực tác động, giá trị điện trở thay đổi tuyến tính giúp đo lường chính xác áp suất hoặc lực tiếp xúc.

Cơ chế hoạt động:
Hiện tượng vật lý xảy ra khi vật liệu bị nén, làm giảm khoảng cách giữa các hạt carbon. Từ đó tạo ra các “đường dẫn điện ngắn hơn” và điện trở tổng thể giảm xuống. Phản ứng hóa học hầu như không xảy ra trong ứng dụng này do carbon đen đóng vai trò trơ. Không bị biến tính trong điều kiện môi trường sử dụng thông thường.

Tỷ lệ sử dụng % Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black

Tỷ lệ sử dụng Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black trong các ứng dụng khác nhau phụ thuộc vào ngành nghề và mục đích sử dụng cụ thể. Tuy nhiên, dưới đây là một số tỷ lệ điển hình cho các ứng dụng phổ biến:

1. Pin lithium-ion (Li-ion): Tỷ lệ từ 1-5% trọng lượng tổng cộng của điện cực. Tỷ lệ cụ thể sẽ phụ thuộc vào yêu cầu về hiệu suất và tính ổn định của pin.

2. Siêu tụ điện (Supercapacitors): Trong các ứng dụng siêu tụ điện, tỷ lệ từ 2-10% khối lượng tổng cộng của điện cực, tùy thuộc vào khả năng dẫn điện yêu cầu.

3. Chất chống tĩnh điện trong nhựa (Antistatic Additives): Tỷ lệ sử dụng carbon black trong nhựa có thể dao động từ 1-5%. Tùy thuộc vào loại nhựa và yêu cầu về tính dẫn điện cũng như độ bền của sản phẩm.

4. Sơn phủ và mực in điện tử:  Tỷ lệ sử dụng carbon black có thể dao động từ 5-20%. Tùy thuộc vào yêu cầu về độ dẫn điện và độ bền của lớp phủ hoặc mực in.

5. Cao su dẫn điện (Conductive Rubber): Tỷ lệ carbon black có thể dao động từ 10-40%. Vì cần phải có đủ hàm lượng carbon để tạo ra mạng lưới dẫn điện trong vật liệu.

6. Lọc khí và hấp phụ (Gas Filtration and Adsorption): Tỷ lệ có thể từ 5-15% tùy vào yêu cầu về khả năng hấp phụ và diện tích bề mặt của vật liệu.

7. Composite dẫn điện (Conductive Composites): Tỷ lệ dao động từ 5-30%. Tùy thuộc vào yêu cầu về độ dẫn điện và độ bền cơ học của vật liệu composite.

Ngoài Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black thì bạn có thể tham khảo thêm các hóa chất dưới đây:

• Graphene: Vật liệu siêu dẫn điện, nhẹ và bền, thay thế carbon black trong các ứng dụng điện tử và composite.

• Carbon Nanotubes (CNTs): Có tính dẫn điện cực cao và khả năng cơ học mạnh mẽ. Phù hợp trong các ứng dụng siêu tụ điện và pin.

• Polyaniline (PANI): Polymer dẫn điện linh hoạt. Được sử dụng trong các cảm biến và sơn dẫn điện.

• Silver Nanoparticles (AgNPs): Được ứng dụng trong mực in điện tử. Và các ứng dụng cảm biến, có tính dẫn điện cực kỳ tốt.

• Indium Tin Oxide (ITO): Vật liệu dẫn điện trong suốt. Thường sử dụng trong màn hình cảm ứng và tế bào quang điện.

• Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT): Polymer dẫn điện linh hoạt. Dùng trong các thiết bị điện tử hữu cơ và sơn dẫn điện.

• Tin Dioxide (SnO₂): Dùng trong các cảm biến khí và quang điện. Ổn định trong điều kiện khắc nghiệt.

4. Cách bảo quản an toàn và xử lý sự cố khi sử dụng  Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black

4.1. Bảo quản Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black đúng cách

• Điều kiện bảo quản: Bột than đen siêu mịn cần được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh tiếp xúc với ẩm ướt và nhiệt độ cao. Nên bảo quản trong bao bì kín và bảo vệ khỏi ánh sáng trực tiếp. Để tránh sự phân hủy chất lượng của bột.

• Đóng gói: Giữ bột trong bao bì nguyên vẹn, sử dụng thùng hoặc bao chứa có chất liệu không thấm khí và nước. Đảm bảo bao bì luôn được đóng kín để tránh sự tiếp xúc với không khí và độ ẩm. Điều này giúp bảo quản chất lượng của bột lâu dài.

• Kho lưu trữ: Tránh lưu trữ bột trong các khu vực dễ bị lửa hoặc tia lửa. Đặc biệt nếu bột có thể gây ra phản ứng khi tiếp xúc với các chất dễ cháy.

4.2. An toàn khi sử dụng Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black

• Trang bị bảo hộ cá nhân: Khi sử dụng bột, cần đeo găng tay, khẩu trang (hoặc mặt nạ phòng độc). Kính bảo vệ mắt và đồ bảo hộ toàn thân nếu cần thiết. Điều này giúp tránh việc hít phải bụi hoặc tiếp xúc trực tiếp với da.

• Thông gió: Sử dụng bột trong khu vực thông gió tốt để tránh việc hít phải bụi mịn. Nếu cần thiết, sử dụng hệ thống hút bụi để giảm thiểu nồng độ bụi trong không khí.

• Tránh tiếp xúc với mắt và da: Hãy tránh để bột tiếp xúc trực tiếp với mắt và da. Vì các hạt mịn có thể gây kích ứng. Nếu bột tiếp xúc với mắt, hãy rửa ngay lập tức bằng nước sạch. Đến cơ sở y tế nếu cần.

• Không nuốt: Không được ăn hoặc uống gần nơi làm việc với bột than đen siêu mịn. Vì có thể gây tác dụng phụ nếu hít phải hoặc nuốt phải một lượng lớn.

4.3. Xử lý sự cố khi sử dụng Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black

• Tràn bột:

  • Hút hoặc quét: Nếu bột bị tràn ra sàn hoặc các bề mặt. Ngay lập tức dọn dẹp bằng cách dùng khăn ướt hoặc sử dụng máy hút bụi chuyên dụng để thu gom. Tránh việc sử dụng thiết bị tạo tia lửa (như máy hút bụi thông thường).

  • Bảo vệ bản thân: Đảm bảo rằng bạn đã đeo đầy đủ thiết bị bảo hộ trước khi xử lý sự cố.

• Bụi mịn trong không khí: Nếu bụi than đen siêu mịn bị phát tán trong không khí. Ví dụ trong quá trình rót, xả hoặc đóng gói). Ngay lập tức di chuyển đến khu vực thông gió tốt. Nếu bụi quá nặng, sử dụng hệ thống hút bụi công nghiệp hoặc mở cửa sổ. Và sử dụng quạt để làm giảm nồng độ bụi trong không khí.

• Cháy nổ: Trong trường hợp bột bị cháy hoặc có khả năng gây nổ. Hãy dùng bình chữa cháy phù hợp (bình chữa cháy loại ABC hoặc CO₂). Hạn chế sử dụng nước trực tiếp nếu không có sự hướng dẫn cụ thể. Vì có thể tạo ra phản ứng không mong muốn.

Lưu ý quan trọng:

• Không để bột tiếp xúc với các nguồn lửa: Mặc dù Bột than đen siêu mịn không phải là chất dễ cháy. Nhưng trong điều kiện có sự tiếp xúc với các nguồn nhiệt hoặc tia lửa. Có thể gây cháy hoặc phản ứng nguy hiểm.

• Thông báo sự cố: Trong trường hợp có sự cố lớn như cháy nổ hoặc tràn bột không thể xử lý được. Hãy thông báo ngay lập tức cho bộ phận bảo vệ hoặc nhân viên cứu hỏa. Để nhận sự trợ giúp kịp thời.

Bạn có thể tham khảo thêm các loại giấy tờ khác của Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black: 

• SDS (Safety Data Sheet).
• MSDS (Material Safety Data Sheet)
• COA (Certificate of Analysis)
• C/O (Certificate of Origin)
• Các giấy tờ liên quan đến quy định vận chuyển và đóng gói CQ (Certificate of Quality)
• CFS (Certificate of Free Sale)
• TCCN (Tờ Chứng Chứng Nhận)
• Giấy chứng nhận kiểm định và chất lượng của cơ quan kiểm nghiệm (Inspection and Quality Certification)
• Giấy chứng nhận vệ sinh an toàn thực phẩm (Food Safety Certificate)
• Các giấy tờ pháp lý khác: Tùy thuộc vào loại hóa chất và quốc gia đích. Có thể cần thêm các giấy tờ pháp lý như Giấy phép xuất khẩu, Giấy phép nhập khẩu, Giấy chứng nhận hợp quy.

Tư vấn và hỗ trợ sử dụng Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black

Nếu bạn đang quan tâm đến việc ứng dụng   Bột than đen siêu mịn – Conductive Carbon Black các lĩnh vực như sản xuất công nghiệp, xử lý bề mặt, tổng hợp hóa học, nghiên cứu phòng thí nghiệm hoặc các quy trình chuyên sâu khác, thì việc hiểu rõ tính chất – cơ chế hoạt động của hóa chất này là yếu tố cốt lõi để đạt hiệu quả và đảm bảo an toàn.

📩 Để được tư vấn chi tiết hoặc nhận tài liệu kỹ thuật, vui lòng liên hệ:

🔹 Hotline/Zalo: 0867.883.818
🔹 Website: www.kdcchemical.vn
🔹 Email: kdcchemical@gmail.com