Leitruß in Kunststoffen

Ruß ist einer der traditionellen Zusatzstoffe, die zur Herstellung leitfähiger Materialien verwendet werden. Da die meisten Polymere wie Kautschuke, Silikone und Polyurethane natürliche Isolatoren sind, kann die Einarbeitung von leitfähigem Ruß in die Materialmatrix den spezifischen Widerstand und die Leistung verbessern. In diesem Beitrag werfen wir einen genaueren Blick auf Carbon Black, seine Vor- und Nachteile und andere leitfähige Additive, die in Polymeren wie Durethane ^® verwendet werden C.

Was ist Leitruß?

Ruß ist das Ergebnis der unvollständigen Verbrennung von Schwerölprodukten, insbesondere von Kraftstoffen auf Ölbasis. Chemisch gesehen weist es ein Gitter aus kristallartigen Kohlenstoffmolekülen auf, die dieses Material elektrisch leitfähig machen. Aus diesem Grund wird Ruß häufig als leitfähiges Additiv für Materialien wie Kunststoffe, Farben und Klebstoffe verwendet. Die Widerstandswerte liegen normalerweise zwischen 10^-1 bis 10¹² Ohm-cm, abhängig von der verwendeten Chemie und den physikalischen Eigenschaften, die das Material besitzen wird. Bei Polyurethanen führt die Verwendung von Ruß normalerweise zu halbleitenden Materialien.

Wann sollte Leitruß verwendet werden

Leitfähiger Ruß wird manchmal in Kunststoffen verwendet, um deren mechanische und elektrische Eigenschaften zu verändern. Wie oben kurz erwähnt, sind die meisten Polymere von Natur aus isolierende Materialien, die keinen Strom leiten. Bei einigen Anwendungen kann die Einarbeitung von Ruß in die Materialmatrix die gewünschte Leistung erzielen, wie z. B. Leitfähigkeit, elektromagnetische Abschirmung (EMI) und elektrostatische Entladung (ESD). Daher kann Ruß in mechanischen Anwendungen wie Papier- und Medienhandhabung, Robotik und medizinischen Geräten gefunden werden, bei denen die Ableitung statischer Aufladungen oder die Übertragung einer elektrischen Ladung erforderlich sein kann. Diese Kombination kann mechanische Ausfälle erheblich reduzieren und schwere Schäden für das Produkt oder den Benutzer vermeiden.

Obwohl Ruß das Ziel erreicht, Materialien elektrisch leitfähig zu machen, kann er auch einige unerwünschte Probleme verursachen, darunter die Gleichmäßigkeit der Leitfähigkeit, das Hinterlassen unerwünschter Spuren und die Emission von Kohlenstoffmolekülen oder Ablagerungen in den Umgebung. Als Beispiel verwenden Papiertransportanwendungen häufig die Verwendung von Ruß in ihren Produkten, um eine statische Aufladung zu zerstreuen. Wenn das mit Kohlenstoff gefüllte Produkt jedoch mit dem Papier in Kontakt kommt, kann es Spuren hinterlassen, ähnlich wie beim Schreiben auf Papier mit einem Bleistift. Typischerweise ist dies bei Medienhandhabungsanwendungen problematisch, wo Markierungen zu unerwünschten Ergebnissen führen können.

Carbon Black im Vergleich zu anderen leitfähigen Additiven

Es gibt viele Möglichkeiten, Polymere leitfähig zu machen. Bei MPC haben wir eine patentierte Metallsalztechnologie entwickelt, um Durethane ^® herzustellen C, wodurch die durch die Verwendung von Ruß verursachten Probleme beseitigt werden. Dazu lösen wir die leitfähigen Additive im flüssigen Polymer auf, bevor wir das Material aushärten. Dieser Prozess stellt sicher, dass die leitfähigen Elemente homogen in der gesamten Polyurethanmischung dissipiert werden. Um mehr über die Leitfähigkeit von Polyurethan zu erfahren, laden Sie hier unsere Übersicht über die Leitfähigkeit herunter oder klicken Sie auf das Banner unten.

Bei Materialentscheidungen im Produktdesign ist es wichtig, Widerstandsniveau, physikalische Eigenschaften und Ästhetik für ein erfolgreiches Produktdesign zu berücksichtigen. Wenn Sie Fertigungsunterstützung für Ihr leitfähiges Produktdesign suchen, wenden Sie sich bitte hier mit Ihren Designanforderungen an uns.