Polyurethan-Leitfähigkeit

Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung sind die meisten Elastomere, darunter Kautschuke, Polyurethane und Silikone, natürliche Isolatoren. Die elektrische Leitfähigkeit kann bei diesen Materialien verbessert werden, indem leitfähige Additive in den Herstellungsprozess des Materials integriert werden. Bei Polyurethanen führt die Verwendung von leitfähigen Additiven zu halbleitenden Materialien. Die Besonderheiten der verwendeten Chemie bestimmen den Leitfähigkeitsgrad sowie die physikalischen Eigenschaften, die das Material besitzen wird. In diesem Beitrag werden wir einige der Technologien erörtern, die verwendet werden, um Polyurethane elektrisch leitfähig zu machen, die Vorteile der Einbeziehung leitfähiger Polyurethane in das Produktdesign und Endanwendungen für diese technischen Materialien.

Leitfähigkeit ist nicht gleich Leitfähigkeit

Eines der traditionellen Verfahren zur Herstellung von halbleitenden Polyurethanen umfasste die Verwendung von Ruß. Ruß ist das Ergebnis der unvollständigen Verbrennung einiger Kraftstoffe, insbesondere von Kraftstoffen auf Ölbasis. Chemisch gesehen ist Ruß ein Gitter aus kristallartigen Kohlenstoffmolekülen, die elektrisch leitfähig sind. Carbon Black ist inert, wenn es in die Polyurethanchemie eingeführt wird, wodurch es einfach ist, es in traditionelle Formverfahren einzubeziehen. Bei diesem Verfahren werden die festen Rußpartikel von der Polyurethanmatrix umgeben und an Ort und Stelle gehalten. Während Ruß das Ziel erreicht, Polyurethane leitfähig zu machen, kann er auch einige unerwünschte Probleme verursachen:

• Gleichmäßigkeit der Leitfähigkeit - Wenn sich die Rußfeststoffe in der flüssigen Polyurethanmischung absetzen, neigen sie dazu, sich in Richtung der Schwerkraft zu konzentrieren. Das bedeutet, dass das resultierende Material keine gleichmäßige Leitfähigkeit aufweisen wird. Mit anderen Worten, wenn das Produkt abgenutzt wird, wird es Ladungen in der Leitfähigkeit erfahren.
• Hinterlässt Spuren - Wenn der Ruß im Polyurethan während des Betriebs mit anderen Materialien in Kontakt kommt, hinterlässt er Spuren auf der Oberfläche, mit der er in Kontakt kommt, ähnlich wie bei einer Bleistiftmine. Dies ist bei Medienhandhabungsanwendungen problematisch, wo diese Markierungen zu unerwünschten Ergebnissen führen können.
• Überschreitet seine Einladung - Da mit Ruß hergestellte Polyurethanprodukte verschleißen, gibt die Materialmatrix, die den Ruß an Ort und Stelle hält, nach und lässt die Kohlenstoffmoleküle in die Umgebung entweichen. Diese unerwünschten Ablagerungen können große Probleme in elektrischen oder mechanischen Geräten verursachen.

Durethane ^® von MPC C verwendet unsere patentierte Metallsalztechnologie, um halbleitende Polyurethane ohne die durch Ruß verursachten Probleme herzustellen. Dazu lösen wir die leitfähigen Elemente im flüssigen Polymer in einer kontrollierten Umgebung auf, bevor wir das Material aushärten. Dieses Verfahren stellt sicher, dass die leitfähigen Elemente homogen in der gesamten Polyurethanmischung dissipiert werden.

Innerhalb der Mischung gehen die Polyurethanmoleküle eine elektrochemische Wechselwirkung mit den leitfähigen Elementen ein, die durch den Gießprozess aufrechterhalten wird. Dieser Prozess erzeugt leitfähige Materialien, die die robusten physikalischen Eigenschaften von Polyurethanen beibehalten.

Wann sollten leitfähige Polyurethane verwendet werden?

Halbleitende Polyurethane sind ideal zum Ableiten statischer Aufladungen oder zum Übertragen einer elektrischen Ladung. Im ersten Fall elektrostatische Aufladung. Diese leistungsstarke Kombination aus elektrischer Leitfähigkeit und langlebigen Materialeigenschaften macht leitfähige Polyurethane ideal für eine Vielzahl von Branchen, darunter:kann bei einem mechanischen Vorgang auftreten, wenn Reibung erzeugt wird. Wenn sie nicht kontrolliert wird, kann statische Aufladung eine Entladung erzeugen, die empfindliche Elektronik beschädigen oder die Benutzererfahrung stören kann. Leitfähige Polyurethane können in ein Design integriert werden, um statische Aufladungen sicher und effektiv auf den Boden zu bringen. Leitfähige Polyurethane können auch eine Schlüsselrolle in elektromechanischen Mechanismen spielen, die überlegene Materialeigenschaften und die Übertragung elektrischer Ladungen erfordern.

Schlussfolgerung

Halbleitende Polyurethane können eine Schlüsselrolle in Baugruppen oder Mechanismen spielen, die statische Aufladung erzeugen oder eine Ladungsübertragung erfordern. Bei Materialentscheidungen im Produktdesign ist es wichtig, die für einen erfolgreichen Betrieb erforderlichen physikalischen Eigenschaften sowie die Lebensdauer des Materials zu berücksichtigen. Wenn Sie materielle Unterstützung für Ihr Produktdesign suchen, laden Sie unser Durethane ^® herunter C-Technologieübersicht hier, oder greifen Sie auf unser Durethane ^® zu C Materialdatenblatt unten: