Повышение электрической проводимости полиуретана с проводящими добавками

Из-за своих химических составов большинство эластомеров, включая каучуки, полиуретаны и силиконы, являются естественными изоляторами. Электрическая проводимость можно улучшить, включив проводящие добавки в производственный процесс материала. В случае полиуретанов использование проводящих добавок приводит к полупроводящим материалам. Специфика применяемой химии определяет уровень проводимости и физические свойства материала. В этом посте обсудим технологии для создания электрически проводящих полиуретанов, преимущества включения проводящих полиуретанов в дизайн продуктов и конечные применения этих инженерных материалов.

Не всякая проводимость одинакова

Один из традиционных методов создания полупроводящих полиуретанов включал использование технического угля (carbon black). Технический уголь — результат неполного сгорания некоторых топлив, особенно нефтяных. С химической точки зрения, технический угол — это решётка кристаллических углеродных молекул, электрически проводящих. Технический уголь инертен при внедрении в химию полиуретана, что делает его лёгким для включения в традиционные процессы литья. В этом методе твёрдые частицы технического угля окружены и удерживаются матрицей полиуретана. Хотя технический уголь достигает цели — делает полиуретаны проводящими, он также создаёт нежелательные проблемы:

• Равномерность проводимости — По мере осаждения твёрдых частиц технического угля в жидкой смеси полиуретана они концентрируются в направлении гравитации. Полученный материал не имеет равномерной проводимости. Другими словами, по мере износа изделие испытывает изменения проводимости.
• Оставляет следы — В процессе работы, когда технический уголь в полиуретане контактирует с другими материалами, он оставляет следы на контактирующей поверхности, как грифель карандаша. Это проблематично в приложениях по перемещению среды, где эти следы вызывают нежелательные результаты.
• Задерживается дольше нужного — По мере износа полиуретановых изделий с техническим углём матрица, удерживающая уголь, разрушается, выпуская углеродные молекулы в среду. Этот нежелательный мусор может вызвать серьезные проблемы в электрических или механических устройствах.

Технология Durethane® C компании MPC использует запатентованную технологию металлических солей для создания полупроводящих полиуретанов без проблем технического угля. Мы растворяем проводящие элементы в жидком полимере в контролируемой среде перед отверждением материала. Этот процесс гарантирует, что проводящие элементы однородно распределены по всей смеси полиуретана.

В смеси молекулы полиуретана вступают в электрохимическое взаимодействие с проводящими элементами, которое сохраняется в процессе литья. Этот процесс создаёт проводящие материалы, сохраняющие надёжные физические свойства полиуретанов.

Когда использовать проводящие полиуретаны

Полупроводящие полиуретаны идеальны для рассеивания статического накопления или передачи электрического заряда. В первом случае, электростатическое накопление может возникать в механической операции при генерации трения. Если не контролировать, статический разряд может повредить чувствительную электронику или нарушить пользовательский опыт. Проводящие полиуретаны можно включить в дизайн для безопасного и эффективного увода статического накопления на землю. Проводящие полиуретаны также могут играть ключевую роль в электромеханических механизмах, требующих превосходных материальных свойств и передачи электрических зарядов.

Заключение

Полупроводящие полиуретаны могут играть ключевую роль в сборках или механизмах, генерирующих статику или требующих передачи заряда. При принятии материаловых решений в дизайне продукта важно учитывать необходимые физические свойства для успешной работы, а также срок службы материала. Если вы ищете материаловую помощь для вашего дизайна продукта, скачайте обзор технологии Durethane® C здесь или получите доступ к даташиту материала Durethane® C ниже: