炭黑與其他導(dǎo)電填充劑相比，對塑料、橡膠有補強作用。此外，控制炭黑添加量能得到不同導(dǎo)電率的聚合物。
一般研究認為，炭黑導(dǎo)電可用導(dǎo)電能帶、隧道效應(yīng)來解釋，在炭黑填充聚合物當(dāng)中，電傳導(dǎo)是沿著相接觸的粒子或被分離成很小的間隙進行。內(nèi)部聚集平均距離受很多參數(shù)影響，包括濃度、結(jié)構(gòu)、聚集體的大小和形態(tài)、尺寸分布、混合效果、溫度等。炭黑根據(jù)制法、原料不同可分成幾類，適宜用于導(dǎo)電填充劑的只是其中一部分，它們必須具備一些基本特性，如比表面積大、捕捉電子的雜質(zhì)少、結(jié)晶度比較好等。
炭黑的結(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，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式導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中在眾多炭黑品種中以乙炔炭黑為最佳。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，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)計方法解釋這個現(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)。
炭黑表面若含有大量氧官能團會影響自由電子的遷移，從而影響導(dǎo)電性。如一些熱裂法和槽法生產(chǎn)的炭黑除了結(jié)構(gòu)性很差外，槽法炭黑表面還帶有大量活性基團，所以這兩種炭黑導(dǎo)電性都很差。
隨著炭黑填充量的增加，電阻值降低。一般在臨界體積分數(shù)處，其電阻值急劇降低。國內(nèi)外探討填充量依賴性的種種研究，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，炭黑臨界體積分數(shù)就越大，意味著體系的導(dǎo)電性下降，因為炭黑表面含有很強的極性基團，基體極性大，作用增強，這時強度增加，卻妨礙導(dǎo)電粒子自身的凝集，以致導(dǎo)電性差。聚苯乙烯比聚丙烯、聚乙烯極性要強些，與炭黑極性更相近，所以達到相同的導(dǎo)電率需要更多的炭黑。
但是在多組分基體樹脂與炭黑組成的共混體系中，由于不同基體的極性不同，填充炭黑會產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，這時導(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。
用鈦酸酯類偶聯(lián)劑處理炭黑表面，既可改善抗靜電性能，又可提高熔體流動性和材料力學(xué)性能，而分散劑和非表面活性劑可以防止炭黑粒子的聚集，使其在聚合物當(dāng)中能夠均勻分散。此外將炭黑與陶土、滑石粉等物質(zhì)并用，也可以提高改性效果。
在炭黑中加入低分子蠟，體系的粘度下降，導(dǎo)致體系所受剪切力作用減小，同時低分子蠟包容、浸潤炭黑粒子，使炭黑粒子內(nèi)聚力下降。這兩種力下降幅度隨著分子蠟用量不同而不同。當(dāng)剪切力的下降幅度大于內(nèi)聚力的下降幅度時，炭黑就不能均勻分散，導(dǎo)電性能較差。
加工工藝也是影響導(dǎo)電性能的重要因素，主要包括：混煉條件、聚合物粘度、成型方法、熱處理及存放熟化等。
混煉條件影響導(dǎo)電性的研究有很多，國外科學(xué)家通過調(diào)節(jié)混煉時間分別測定對應(yīng)的電阻值、力學(xué)性能及分散性結(jié)果表明，電阻值隨著混煉時間增加急速下降，達到一個最低值后，又逆向升高。
這種混煉影響不同炭黑種類、含量及不同基體時有所不同，結(jié)構(gòu)發(fā)達的乙炔炭黑易受長時間剪切的破壞，因而電阻值上升較快，而結(jié)構(gòu)不發(fā)達的烯酮EC炭黑受時間影響就較小。在低含量炭黑的情況下，這種影響也不明顯，但在臨界含量時，由于剪切對少量鏈接成通路的炭黑破壞嚴重，這時影響就十分敏感，而高含量時，由于鏈接作用的炭黑將會很多，在遭受鏈式破壞時，又會形成新的鏈式結(jié)構(gòu)，這時受混煉條件影響又重新減弱。
不同成型方法對材料導(dǎo)電性影響很大。熱敏導(dǎo)電材料在采用不同的成型方法時就顯示不同導(dǎo)電特征，壓制成型過程中，對材料的導(dǎo)電特性影響不大。注射成型過程中增加一個熔融混合過程，使炭黑粒子在注射過程中縱向和橫向重新分布，使電阻增大。擠出成型時，在一定剪切力作用下，使炭黑粒子進一步分散，材料導(dǎo)電性提高。因此許多研究認為最適合采用的成型方法為擠出成型。
成型溫度、壓力及延伸率對電阻值都有影響，在導(dǎo)電塑料加工成型時，為了取得分散成各向異性的效果及把由于剪切力造成的炭黑結(jié)構(gòu)破壞減小到最低限度，對一些加有彈性體、橡膠作為基體的導(dǎo)電塑料，往往需要交聯(lián)或加硫硫化，這時交聯(lián)、加硫條件、混合料的熟化及存放時間等都會影響材料導(dǎo)電性。
通過熱處理成型工藝，可使在加工中鏈狀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的炭黑粒子有序化排列，形成更有利于導(dǎo)電的排列方式。熱處理使基體結(jié)晶趨于完善，結(jié)晶度提高使基體熔阻范圍變窄，在極窄的溫度范圍內(nèi)電阻率迅速提高，同時結(jié)晶度提高。
導(dǎo)電塑料領(lǐng)域的開發(fā)主要集中在炭黑填料的改性及新型導(dǎo)電炭黑的開發(fā)兩方面。炭黑改性通常進行高溫?zé)崽幚恚黾犹亢诒缺砻娣e，并改善表面化學(xué)特性。而新型導(dǎo)電炭黑的研究開發(fā)也引人注目，用高溫裂解法從石油和焦油中制得的導(dǎo)電炭黑，其比表面積大，孔隙率高，將其填充到低密度聚乙烯中，可使復(fù)合材料電阻率降低，而力學(xué)性能基本不變。
盡管炭黑填充導(dǎo)電塑料的研究已有很大進展，但一些影響因素的試驗數(shù)據(jù)還很缺乏。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，炭黑填充導(dǎo)電材料出現(xiàn)新的特性，炭黑填充導(dǎo)電材料的研究也將更加廣闊。