Innsikt I Ledende Plast

Oversikt

de fleste plast er iboende elektrisk isolerende materialer, de leder ikke strøm. I noen applikasjoner gir elektrisk ledningsevne betydelig verdi og nytte. For eksempel gir elektrisk ledningsevne til plast elektrostatisk maling i bilstøtfangere, reduserer støvinnsamling av husholdningsstøpte artikler, og letter fabrikasjon av enkelte typer plastfilmer; reduserer “teleskopering” eller opprettelse og lagring av statisk elektrisitet. Elektrisk ledende plastforbindelser brukes som dekkbelegg for høy kraftoverføringskabler; reduserer induserte strømmer fra nærliggende kabler. I tillegg brukes elektrisk ledende plast til skjerming av følsomme elektroniske komponenter.

det er tre regioner med elektrisk ledningsevne i plast; 1) antistatisk, 2) elektrostatisk dissipasjon (ESD) og 3) elektromagnetisk dissipasjon (EMI.) Antistatiske applikasjoner involverer materialer som utviser overflatemotstand på 10^12 til 10^6 ohm-cm, ESD-applikasjoner innebærer å gi tilstrekkelig ledningsevne til plast for å redusere overflatemotstanden til området 10^6 til 10^4 ohm-cm. EMI-serien er under 10^4 ohm-cm.

Sterattilsetninger brukes vanligvis til å oppnå antistatiske ytelsesnivåer. Carbon black og spesialtilsetninger brukes ofte for Å oppnå ESD-ytelse. For Å oppnå EMI ytelse metall pulver eller ledninger er nødvendig for å oppnå dette nivået av ledningsevne. Denne Moderne Dispersions insight-artikkelen vil fokusere på forbindelser som brukes TIL Å oppnå ESD-ytelse og viktigheten av spredning for å oppnå elektrisk ledningsevne.

Faktorer som påvirker ledningsevne

en rekke faktorer påvirker konduktiviteten til plastforbindelser, inkludert den iboende ledningsevnen til plasten, dispersjonsnivået oppnådd for det ledende additivet, additivets iboende ledningsevne og det påførte elektriske potensialet. Når det gjelder antistatiske forbindelser, er den ledende mekanismen overflateledningsevne gjennom broer dannet mellom vannmolekyler som absorberes på polymeroverflaten, aktivert ved bruk av overflateaktive midler som glyserolderivater.

for ESD-ytelse brukes karbon svart ofte som den aktive ingrediensen, og ledningsevne oppnås ved å danne ledende broer gjennom en” ledningssone ” av overlappende elektroniske strukturer, slik at overføring av elektroner. Følgelig, for å oppnå konduktivitet ved bruk av karbon svart, må det være tilstrekkelig karbon svart tilstede for å danne ledende broer for elektronene.

Perkolering: når det brukes til å gi elektrisk ledningsevne til plast, viser karbon svart et fenomen kjent som perkolering-hvor nivået av karbon svart er tilstrekkelig til å forårsake en betydelig og abrupt økning i elektrisk ledningsevne. Etter hvert som belastningen av karbon svart i forbindelsen øker, forblir plastforbindelsen i utgangspunktet isolerende, da belastningen øker konduktiviteten passerer gjennom en skarp og brå stigning over et meget smalt svart konsentrasjonsområde (lasting). Ytterligere økninger i lasting forbi denne terskelen forårsaker liten økning i ledningsevnen. Dette smale området er kjent som perkoleringsgrensen.

Struktur påvirker konduktivitet: Karbon svart struktur, overflateareal og lasting har betydelig innflytelse på sammensatt konduktivitet. Janzen-ligningen, en mye brukt modell, kan brukes til å forutsi perkoleringsterskelkonsentrasjonen basert på tetthet og struktur (CDBP) av en karbon svart.

janzen-ligningen er vist som følger: ϕ = 1 / (1 + 4 ρυ)

• ϕ = kritisk volumfraksjon (terskelkonsentrasjon)
• ρ = tetthet av karbon svart
• υ = dbp-absorpsjonen på knust karbon svart uttrykt i cm^3 / g.

konduktivitetseffektiviteten til karbon svart er en funksjon av primær partikkelstørrelse, struktur og porøsitet. Små partikkelstørrelse svarte har høyt overflateareal og høyere interaggregat attraktiv kraft som resulterer i agglomerater og en pseudo “sekundær struktur.”Følgelig resulterer pseudo-strukturen i høyere ledningsevne enn det som ville vært spådd basert på den iboende strukturen til den nasende karbon svart. Denne sekundære strukturen kan imidlertid føre til reduksjon i mekanisk egenskap og økning i smelteviskositet.

en ideell karbon svart forbindelse for industrielle brukere bør ha følgende ønskelige egenskaper:

• lav percolation terskel (effektivitet)
• minimal nedbrytning av mekaniske egenskaper
• minimal effekt på sammensatte smelte reologi
• lav sammensatte fuktighet absorpsjon (cma)
• kostnadseffektiv

Oppnå ønsket balanse av egenskaper innebærer ofte kompromisser.

viktigheten av dispersjonskvalitet

Med Tanke på AT ESD-konduktivitet oppnås ved å skape broer mellom de ledende tilsetningsstoffene, er en dispersjon av høy kvalitet avgjørende for å distribuere de ledende tilsetningsstoffene homogent i polymermatrisen og opprettholde balansen mellom egenskaper som ønskes ved sluttbruk. Karbon svart belastning på over 20% er ofte nødvendig for Å oppnå ESD-ytelse i de fleste termoplastharpikser. På dette belastningsnivået blir de fysiske egenskapene til polymeren ofte kompromittert, og derfor er valg av riktig karbon svart for å gi ledningsevne, men ikke kompromittere egenskaper eller behandling, kritisk. Ferdighet og kunnskap, oppnådd gjennom mange års erfaring, er avgjørende for å utvikle riktig sammensetning for den spesifikke harpiksen og spesifikk sluttbruk.

Moderne Dispersjoner tilbyr en familie av produkter for det statiske dissipative og ledende plastmarkedet. Våre produkter markedsføres under Merket real-Stat®. For mer informasjon om våre produkter, se:

• Svart Masterbatch
• Ledende Konsentrater Og Forbindelser
• Innsikt I Spredning
• Grunnleggende Om Karbon Svart