絕大多數橡膠材料是電絕緣體。如果用橡膠材料製造導電製品,除了在橡膠分子鏈中引人導電性官能團外,另一種簡便方法就是在膠料中加入導電劑,即導電填料或金屬填料。它在橡膠中分布形成鏈狀和網狀通路而產生導電作用。導電橡膠最近發展很快,已受到國內外研究者高度重視。常用的導電劑有炭黑、石墨粉、金屬粉及導電纖維等。炭黑的粒徑和結構性對橡膠的導電性影響較大,是主要的導電劑。1.導電爐黑 主要品種有N293、N294、N472。N293和N294的粒徑細,結構性高,表面活性大,補強性能好。N472具有極高的表面積和結構,BET表面積為20m2/g,DBP吸油值達到1.78cm3/g,在膠料中的導電性能比N293、N294、乙炔和炭黑都高,但補強性不及N293和N94好。補強和導電性能居中的N294目前已被淘汰。導電炭黑混煉時生熱高,應防止焦燒。
2.乙炔炭黑它是一種中等粒徑(30~40nm)、結構性最高(DBP吸油值3.0~3.5cm3/g)、揮發分和灰分極低的炭黑,故導電性和導熱性很好,具有中等水平的補強性。硫化膠的體積電阻率達10~1002·cm左右。但膠料生熱高。常用量在40~50份之間。
3.石墨粉它的外觀為滑膩黑色鱗片狀、有光澤的粉末相對密度為2.2。要求石墨的含碳量在90%以上。常用的是鱗片狀石墨和膠體石墨。石墨呈弱鹼性,化學性質穩定,導電性強,可使硫化膠的體積電阻率低於102·cm。但石墨粉與橡膠的結合能力差,在混煉時不宜吃料,使膠料變硬脫輥。因此,常與導電炭黑並用。另外,含石墨的硫化膠經多次彎曲後導電性下降。
4.金屬粉金屬是電的良導體,在橡膠中加入金屬粉末,也可使橡膠導電。常用的有鐵粉、銅粉、鋁粉等。雖然金屬粉與橡膠的結合性能不是很好,在橡膠中分散困難,銅和鐵還會加速橡膠製品老化,增加制的質量,但由於其導電性能好,仍有使用。
5.導電纖維如在膠料中加入碳纖維、石墨纖維、金屬晶須、金屬纖維等也可使橡膠導電。應用時一般與導電性填料一起使用。碳纖維和石墨纖維導電係數和導熱係數高,耐高溫性好,但價格昂貴,大大限制了其應用範圍。