Betekintés a vezetőképes Műanyagokba

áttekintés

a legtöbb műanyag eleve elektromosan szigetelő anyag, nem vezet áramot. Egyes alkalmazásokban az elektromos vezetőképesség biztosítása jelentős értéket és hasznosságot jelent. Például a műanyagok elektromos vezetőképességének biztosítása lehetővé teszi az elektrosztatikus festést az autóipari lökhárítókban, csökkenti a háztartási öntött cikkek porgyűjtését, és megkönnyíti bizonyos típusú műanyag fóliák gyártását; csökkenti a “teleszkópos” vagy a statikus elektromosság létrehozását és tárolását. Az elektromosan vezető műanyag vegyületeket nagy teljesítményű átviteli kábelek burkolataként használják; csökkentve a közeli kábelek indukált áramát. Ezenkívül elektromosan vezető műanyagokat használnak az érzékeny elektronikus alkatrészek árnyékolására.

a műanyagok elektromos vezetőképességének három régiója van; 1) antisztatikus, 2) elektrosztatikus disszipáció (ESD) és 3) elektromágneses disszipáció (EMI.) Az antisztatikus alkalmazások olyan anyagokat tartalmaznak, amelyek felületi ellenállása 10^12-10^6 ohm-cm, az ESD alkalmazások elegendő vezetőképességet biztosítanak a műanyagok számára, hogy felületi ellenállásukat 10^6-10^4 ohm-cm tartományba csökkentsék. Az EMI tartomány 10^4 ohm-cm alatt van.

a Szterát adalékokat általában antisztatikus teljesítményszintek elérésére használják. A koromot és a speciális adalékanyagokat gyakran használják az ESD teljesítmény eléréséhez. Az EMI teljesítmény eléréséhez fémporokra vagy huzalokra van szükség a vezetőképesség ezen szintjének eléréséhez. Ez a modern diszperziós insight cikk az ESD teljesítmény eléréséhez használt vegyületekre és a diszperzió fontosságára összpontosít az elektromos vezetőképesség elérésében.

a vezetőképességet befolyásoló tényezők

a műanyagvegyületek vezetőképességét számos tényező befolyásolja, beleértve a műanyag belső vezetőképességét, a vezetőképes adalékanyag számára elért diszperziós szintet, az adalékanyag belső vezetőképességét és az alkalmazott elektromos potenciált. Antisztatikus vegyületek esetében a vezetőképes mechanizmus felületi vezetőképesség a polimer felületére felszívódó vízmolekulák között kialakított hidakon keresztül, felületaktív anyagok, például glicerinszármazékok alkalmazásával.

az ESD teljesítményéhez a koromot gyakran használják hatóanyagként, és a vezetőképességet vezető hidak kialakításával érik el az átfedő elektronikus struktúrák “vezetési zónáján” keresztül, lehetővé téve az elektronok átvitelét. Következésképpen a vezetőképesség eléréséhez korom felhasználásával elegendő koromnak kell lennie ahhoz, hogy vezető hidakat képezzen az elektronok számára.

perkoláció: amikor a műanyagok elektromos vezetőképességének biztosítására használják, a korom perkolációnak nevezett jelenséget mutat – ahol a korom szintje elegendő az elektromos vezetőképesség jelentős és hirtelen növekedéséhez. Ahogy a korom terhelése a vegyületben növekszik, a műanyag vegyület kezdetben szigetelő marad, mivel a terhelés növekszik, a vezetőképesség éles és hirtelen emelkedésen megy keresztül egy nagyon szűk fekete koncentráció (terhelés) tartományban. A terhelés további növekedése ezen a küszöbön túl a vezetőképesség csekély növekedését okozza. Ezt a szűk tartományt perkolációs küszöbnek nevezik.

a szerkezet befolyásolja a vezetőképességet: a korom szerkezete, a felület és a terhelés jelentősen befolyásolja az összetett vezetőképességet. A Janzen-egyenlet, egy széles körben használt modell, felhasználható a perkolációs küszöbkoncentráció előrejelzésére a korom sűrűsége és szerkezete (CDBP) alapján.

a Janzen-egyenletet a következőképpen mutatjuk be: xhamstercrit = 1 / (1 + 4 ++ )

• = a korom sűrűsége
• = a zúzott korom DBP abszorpciója cm^3 / g-ban kifejezve.

a korom vezetőképességének hatékonysága az elsődleges részecskeméret, szerkezet és porozitás függvénye. A kis részecskeméretű feketék nagy felülettel és nagyobb interaggregate vonzó erővel rendelkeznek, ami agglomerátumokat és pszeudo “másodlagos szerkezetet eredményez.”Következésképpen az álszerkezet nagyobb vezetőképességet eredményez, mint azt a születő korom belső szerkezete alapján előre lehetett volna jelezni. Ez a másodlagos szerkezet azonban a mechanikai tulajdonságok csökkenését és az olvadék viszkozitásának növekedését okozhatja.

az ipari felhasználók számára ideális koromvegyületnek a következő kívánatos tulajdonságokkal kell rendelkeznie:

• alacsony perkolációs küszöb (hatékonyság)
• a mechanikai tulajdonságok minimális lebomlása
• minimális hatás az összetett olvadék reológiájára
• alacsony összetett nedvességabszorpció (CMA)
• költséghatékony

a tulajdonságok kívánt egyensúlyának elérése gyakran kompromisszumokkal jár.

a diszperziós minőség fontossága

figyelembe véve, hogy az ESD vezetőképességet a vezetőképes adalékanyagok közötti hidak létrehozásával érik el, a kiváló minőségű diszperzió elengedhetetlen a vezetőképes adalékanyagok homogén eloszlásához a polimer mátrixban, és a végfelhasználás által kívánt tulajdonságok egyensúlyának fenntartásához. A legtöbb hőre lágyuló műgyanta ESD teljesítményének eléréséhez gyakran több mint 20% – os koromterhelésre van szükség. Ezen a terhelési szinten a polimer fizikai tulajdonságai gyakran sérülnek, ezért kritikus fontosságú a megfelelő korom kiválasztása a vezetőképesség biztosításához, de nem veszélyezteti a tulajdonságokat vagy a feldolgozást. Az évek során szerzett szakértelem és tudás elengedhetetlen az adott gyanta és a meghatározott végfelhasználási alkalmazás számára megfelelő vegyület kifejlesztéséhez.

a Modern diszperziók termékcsaládot kínálnak a statikus disszipatív és vezetőképes műanyagok piacán. Termékeinket a Real-Stat 6 márkanév alatt forgalmazzuk. További információ a termékeinkről, kérjük, olvassa el:

• fekete mesterkeverék
• vezetőképes koncentrátumok és vegyületek
• betekintést diszperziós
• alapjai korom