炭黑顏料的結(jié)構(gòu)性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來(lái)表示的。由凝聚體的尺寸、形態(tài)和每一凝聚體中的粒子數(shù)量構(gòu)成的凝聚體組成的炭黑稱(chēng)為高結(jié)構(gòu)炭黑。目前常用吸油值表示結(jié)構(gòu)性，吸油值越大，炭黑結(jié)構(gòu)性越高，容易形成空間網(wǎng)絡(luò)通道，而且不易破壞。高結(jié)構(gòu)炭黑顆粒細(xì)，網(wǎng)狀鏈堆積緊密，比表面積大，單位質(zhì)量顆粒多，有利于在聚合物中形成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中在眾多炭黑品種中以乙炔炭黑為最佳。粒徑分布寬的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能賦予聚合物導(dǎo)電性，并用統(tǒng)計(jì)方法解釋這個(gè)現(xiàn)象。粒徑分布寬的炭黑，少數(shù)大直徑粒子需要數(shù)目巨大，直徑更小的粒子給予補(bǔ)償，相同平均粒徑分布寬的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子總數(shù)。

一、炭黑的形態(tài)結(jié)構(gòu)

炭黑由炭組成，但通常被定為無(wú)機(jī)顏料類(lèi)。炭黑是烴類(lèi)經(jīng)氣相不完全燃燒或熱烈解而成的黑色粉末狀物質(zhì)。由于生產(chǎn)工藝的不同，通過(guò)不同的工藝條件可得到各種性質(zhì)不同的產(chǎn)品。 

1） 炭黑的微觀構(gòu)造

炭黑粒子具有微晶結(jié)構(gòu)，在炭黑中，碳原子的排列方式類(lèi)似于石墨，組成六角形平面，通常 3~5個(gè)這樣的層面組成一個(gè)微晶，由于炭黑微晶的每個(gè)石墨層面中，碳原子的排列是有序的，而相鄰層面間碳原子的排列又是無(wú)序的，所以又叫準(zhǔn)石墨晶體。

2） 炭黑的粒徑

顏料炭黑的粒子細(xì)度可低至5nm，一般說(shuō)來(lái)，炭黑粒子不是孤立存在的，而是多個(gè)粒子通過(guò)碳晶層互相穿插，形成鏈枝狀。不同生產(chǎn)工藝可得到粒徑范圍極廣的炭黑粒子，燈黑生產(chǎn)工藝得到的產(chǎn)品相對(duì)粗糙，而氣黑生產(chǎn)工藝可得到精細(xì)的產(chǎn)品。 用爐黑生產(chǎn)工藝可得到幾乎所有粒徑范圍的炭黑，同一品種的炭黑，其粒子大小并不完全相同，呈現(xiàn)一個(gè)粒徑分布范圍。一般來(lái)說(shuō)，粒子較細(xì)的品種，粒徑分布較窄。

二、炭黑的表面化學(xué)結(jié)構(gòu) 

炭黑的生產(chǎn)工藝不同，則表面的化學(xué)性能也有差別。大多數(shù)炭黑的真實(shí)表面積大于由粒徑計(jì)算出的幾何表面積。這是由于炭黑特別是粒徑小于25nm的炭黑表面存在許多微孔。 據(jù)分析，可在炭黑表面檢測(cè)如酚基、醌基、羧基等基團(tuán)，這些酸性基團(tuán)濃度在氣黑和氧化爐黑的表面特別高。在爐黑中可檢測(cè)到吡喃酮結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)決定了爐黑的堿性性質(zhì)。揮發(fā)份含量可判斷表面官能團(tuán)的濃度，也可測(cè)得炭黑的極性。另外由于炭黑的表面積較大，容易吸附揮發(fā)份環(huán)境中的水分，所以炭黑在運(yùn)輸，貯存及使用過(guò)程中要特別注意吸濕問(wèn)題。 大部分都是探討導(dǎo)電粒子接觸的幾何學(xué)研究。該理論認(rèn)為，炭黑填充量越大，處于分散狀態(tài)的炭黑粒子或炭黑粒子集合體的密度也越大，粒子間的平均距離越小，相互接觸的幾率越高，炭黑粒子或炭黑粒子集合體形成的導(dǎo)電通路也越多。不同極性的高聚物與炭黑組成共混體系的極性越大，炭黑臨界體積分?jǐn)?shù)就越大，意味著體系的導(dǎo)電性下降，因?yàn)樘亢诒砻婧�有很�?qiáng)的極性基團(tuán)，基體極性大，作用增強(qiáng)，這時(shí)強(qiáng)度增加，卻妨礙導(dǎo)電粒子自身的凝集，以致導(dǎo)電性差。 但是在多組分基體樹(shù)脂與炭黑組成的共混體系中，由于不同基體的極性不同，填充炭黑會(huì)產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，這時(shí)導(dǎo)電性能取決于炭黑粒子在偏析相中的濃度和分布狀態(tài)，還取決于偏析相高聚物所占比例。