Polyurethaan-leidendheid verbeteren met geleidende additieven

Vanwege hun chemische samenstelling zijn de meeste elastomeren, waaronder rubber, polyurethanen en siliconen, natuurlijke isolatoren. Elektrische geleidbaarheid kan verbeterd worden door geleidende additieven toe te voegen tijdens het productieproces. Bij polyurethanen resulteert dit in halfgeleidende materialen. De specifieke chemie bepaalt het geleidbaarheidsniveau en de fysieke eigenschappen van het materiaal. In dit artikel bespreken we technologieën om polyurethanen elektrisch geleidend te maken, de voordelen voor productontwerp en toepassingen voor deze ingenieursmaterialen.

Niet alle geleidbaarheid is gelijk

Een traditionele methode om halfgeleidende polyurethanen te maken is het gebruik van roet (carbon black). Roet ontstaat door onvolledige verbranding van olie-gebaseerde brandstoffen en is een kristallijn koolstofrooster dat elektrisch geleidend is. Roet is inert in polyurethaanchemie, wat toevoeging in traditionele gietprocessen vergemakkelijkt. De vaste deeltjes worden omringd en vastgehouden door de polyurethaanmatrix. Hoewel roet geleidbaarheid bereikt, creëert het ook problemen:

• Uniformiteit van geleidbaarheid – Roetdeeltjes zakken in de vloeibare mengsel en concentreren in de richting van zwaartekracht, wat leidt tot niet-uniforme geleidbaarheid die verandert naarmate het product slijtt.
• Laten sporen achter – Tijdens werking laten roetdeeltjes strepen op contactoppervlakken achter, problematisch bij media-afhandeling.
• Blijven hangen – Bij slijtage geven de roetmoleculen vrij, wat ongewilde afvalstoffen creëert die elektrische of mechanische apparaten kunnen beschadigen.

MPC's Durethane® C gebruikt onze gepatenteerde metalen-zouttechnologie om halfgeleidende polyurethanen te maken zonder de problemen van roet. We lossen de geleidende elementen op in het vloeibare polymere in een gecontroleerde omgeving, vóór uitharding. Dit zorgt voor homogene verdeling doorheen de mengsel.

In de mengsel gaan de polyurethaanmoleculen een electrochemische interactie aan met de geleidende elementen, die behouden blijft tijdens het gieten. Dit creëert geleidende materialen die de robuuste fysieke eigenschappen van polyurethanen behouden.

Wanneer geleidende polyurethanen te gebruiken

Halfgeleidende polyurethanen zijn ideaal voor het afvoeren van statische opbouw of het overdragen van een elektrische lading. Statische opbouw kan optreden bij mechanische werking door wrijving. Ongecontroleerd kan dit ontladingen veroorzaken die gevoelige elektronica beschadigen of de gebruikerservaring storen. Geleidende polyurethanen kunnen veilig en effectief statische opbouw naar aarding brengen. Ze spelen ook een sleutelrol in elektromechanische mechanismen die superieure materiaaleigenschappen en ladingsoverdracht vereisen.

Conclusie

Halfgeleidende polyurethanen spelen een sleutelrol in assemblages of mechanismen die statische opbouw genereren of ladingsoverdracht vereisen. Bij materiaalkeuzes in productontwerp is het belangrijk om de benodigde fysieke eigenschappen voor succesvolle werking en de slijtlevensduur van het materiaal te overwegen. Zoekt u materiaalondersteuning? Download ons Durethane® C technologie-overzicht of raadpleeg onze Durethane® C materiadatasheet.