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復合型導電塑料
日期：2024-12-17 11:10
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摘要：復合型導電塑料
復合型是由導電性物質(zhì)與高分子材料復合而成。該類別成本稍低，可以滿足各種成型要求，是一類已被廣泛應用的功能性高分子材料。
復合型導電塑料根據(jù)導電填料的不同可分為：抗靜電劑系、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根據(jù)制品電阻值的不同要求進行調(diào)節(jié)生產(chǎn)。
1、抗靜電劑填充型
抗靜電劑填充型產(chǎn)品的優(yōu)點是制品著色不受限制，其中低分子型抗靜電劑對產(chǎn)品性能影響不大，其表面電阻率為1010-1013Ω。但低分子抗靜電劑填充型產(chǎn)品的電性能會隨著時間的推移而逐漸喪...
復合型導電塑料
復合型是由導電性物質(zhì)與高分子材料復合而成。該類別成本稍低，可以滿足各種成型要求，是一類已被廣泛應用的功能性高分子材料。
復合型導電塑料根據(jù)導電填料的不同可分為：抗靜電劑系、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根據(jù)制品電阻值的不同要求進行調(diào)節(jié)生產(chǎn)。
1、抗靜電劑填充型
抗靜電劑填充型產(chǎn)品的優(yōu)點是制品著色不受限制，其中低分子型抗靜電劑對產(chǎn)品性能影響不大，其表面電阻率為1010-1013Ω。但低分子抗靜電劑填充型產(chǎn)品的電性能會隨著時間的推移而逐漸喪失。
國外目前的主要開發(fā)動向是研制生產(chǎn)高分子型抗靜電劑，高分子型抗靜電劑亦可稱為長久性抗靜電劑，它不會像低分子型抗靜電劑那樣水洗后或長時間使用后便喪失其導電性。高分子型抗靜電劑的主要品種有：聚醚型、季氨鹽型、磺酸型、酸的接枝共聚物、離子型。主要生產(chǎn)廠家有日本的三洋化成、住友精化、住友科學工業(yè)、工業(yè)制藥，瑞士的汽巴精化、科萊恩，美國的威科、大湖等。高分子型抗靜電劑的添加量是低分子型抗靜電劑的5-15倍，同時還要考慮其與樹脂的相容性從而選擇適用的相容劑，因受到成本的制約使其應用受到一定限制。國內(nèi)目前主要是低分子型抗靜電劑，代表性的廠家有杭州塑料研究所、北京市化工研究院等。
2、碳系填充型
這一系列的填充物主要是導電炭黑、石墨和碳纖維，制成品的體積電阻率為102-109Ω·cm。其中炭黑填充是主流，炭黑填充型導電聚合物之所以被廣泛采用，其一是因為導電炭黑價格較為低廉；其二是因為炭黑能根據(jù)不同的導電性需求有較大的選擇余地，它的制成品的電阻值可在102-109Ω之間的寬廣范圍內(nèi)變化；其三是導電性持久、穩(wěn)定；因此是理想的抗靜電材料。但是它的制成品只有黑色，并對材料性能影響較大，需要配套改性技術。
3、金屬填充型
這類導電塑料主要用于電磁波屏蔽場合。近年來由于集成電路和大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，數(shù)字化電子機器已從工業(yè)用向民用品發(fā)展。為了提高處理能力，使用的電子線路和元件越來越集成微型化、高速化，其信號水平減小，這使從外部侵入的電磁波與控制信號相接近。此外，電子設備也向外放射電磁波，因此很容易造成電子機器的誤動作、圖象和聲音干擾。進入80年代，電子機器的殼體大多采用塑料材料代替金屬。這是由于塑料作為殼體具有質(zhì)輕且強度高、耐腐蝕、易加工、生產(chǎn)效率高、總成本低等優(yōu)點。但是，塑料是絕緣體，對于電磁波來說，完全可以透過。因此，賦予塑料殼體電磁波屏蔽能力就成為一個有待研究的十分迫切的課題。目前，具體實施的屏蔽方法很多，大致分為在塑料表面形成導電層的方法和將導電性填料混入到塑料中制成導電塑料的方法兩種。不同的屏蔽方法各有其優(yōu)缺點和適用范圍，以往應用較多的是鋅噴鍍和導電涂料法。近年來，導電塑料法引起了人們的興趣，這方面的研究報道很多，這是由于導電塑料法具有3個顯著的優(yōu)點：①無需二次加工；②屏蔽性與成型制品一次完成(省力、經(jīng)濟)；③在長期使用過程中(如震動、濕熱環(huán)境因素下)**、可靠，不會像表面法那樣產(chǎn)生剝離和脫落現(xiàn)象。
EMI屏蔽塑料多以各種工程塑料為基材，使用的金屬填料主要是不銹鋼纖維，也有的使用黃銅短纖維、鋁片、鎳纖維等。制成品的體積電阻為10-1000Ω·cm，電磁波屏蔽效果為30-60分貝。碳纖維、特種導電炭黑雖然不是金屬填料，但其制成品也可在電磁波屏蔽場合應用。當一些制品在比較苛刻的使用環(huán)境中要求具有強度高、體積輕、壁薄、注射成型易流動等特點時，就要采用碳纖維填充的材料，目前市售的上等筆記本電腦、手機殼體材料即是采用碳纖維填充的PC／ABS合金。
黃銅短纖維填充的復合體系具有優(yōu)異的電磁波屏蔽效果，卻難以滿足實用化提出的阻燃、低比重、良好的制品外觀等要求；鎳及鍍鎳石墨纖維雖也具有優(yōu)異的電性能，但由于價格昂貴而限制了其使用性；碳纖維、特種導電炭黑填充的復合體系屏蔽效果較差，適用性受到限制；不銹鋼纖維的直徑一般為6―10μm，填加10％左右即可滿足實際應用中要求的電性能，由于填加量少，因此對復合體系的物理機械性能影響較小，是理想的EMI屏蔽塑料填充材料。
復合型是由導電性物質(zhì)與高分子材料復合而成。該類別成本稍低，可以滿足各種成型要求，是一類已被廣泛應用的功能性高分子材料。
復合型導電塑料根據(jù)導電填料的不同可分為：抗靜電劑系、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根據(jù)制品電阻值的不同要求進行調(diào)節(jié)生產(chǎn)。
1、抗靜電劑填充型
抗靜電劑填充型產(chǎn)品的優(yōu)點是制品著色不受限制，其中低分子型抗靜電劑對產(chǎn)品性能影響不大，其表面電阻率為1010-1013Ω。但低分子抗靜電劑填充型產(chǎn)品的電性能會隨著時間的推移而逐漸喪失。
國外目前的主要開發(fā)動向是研制生產(chǎn)高分子型抗靜電劑，高分子型抗靜電劑亦可稱為長久性抗靜電劑，它不會像低分子型抗靜電劑那樣水洗后或長時間使用后便喪失其導電性。高分子型抗靜電劑的主要品種有：聚醚型、季氨鹽型、磺酸型、酸的接枝共聚物、離子型。主要生產(chǎn)廠家有日本的三洋化成、住友精化、住友科學工業(yè)、工業(yè)制藥，瑞士的汽巴精化、科萊恩，美國的威科、大湖等。高分子型抗靜電劑的添加量是低分子型抗靜電劑的5-15倍，同時還要考慮其與樹脂的相容性從而選擇適用的相容劑，因受到成本的制約使其應用受到一定限制。國內(nèi)目前主要是低分子型抗靜電劑，代表性的廠家有杭州塑料研究所、北京市化工研究院等。
2、碳系填充型
這一系列的填充物主要是導電炭黑、石墨和碳纖維，制成品的體積電阻率為102-109Ω·cm。其中炭黑填充是主流，炭黑填充型導電聚合物之所以被廣泛采用，其一是因為導電炭黑價格較為低廉；其二是因為炭黑能根據(jù)不同的導電性需求有較大的選擇余地，它的制成品的電阻值可在102-109Ω之間的寬廣范圍內(nèi)變化；其三是導電性持久、穩(wěn)定；因此是理想的抗靜電材料。但是它的制成品只有黑色，并對材料性能影響較大，需要配套改性技術。
3、金屬填充型
這類導電塑料主要用于電磁波屏蔽場合。近年來由于集成電路和大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，數(shù)字化電子機器已從工業(yè)用向民用品發(fā)展。為了提高處理能力，使用的電子線路和元件越來越集成微型化、高速化，其信號水平減小，這使從外部侵入的電磁波與控制信號相接近。此外，電子設備也向外放射電磁波，因此很容易造成電子機器的誤動作、圖象和聲音干擾。進入80年代，電子機器的殼體大多采用塑料材料代替金屬。這是由于塑料作為殼體具有質(zhì)輕且強度高、耐腐蝕、易加工、生產(chǎn)效率高、總成本低等優(yōu)點。但是，塑料是絕緣體，對于電磁波來說，完全可以透過。因此，賦予塑料殼體電磁波屏蔽能力就成為一個有待研究的十分迫切的課題。目前，具體實施的屏蔽方法很多，大致分為在塑料表面形成導電層的方法和將導電性填料混入到塑料中制成導電塑料的方法兩種。不同的屏蔽方法各有其優(yōu)缺點和適用范圍，以往應用較多的是鋅噴鍍和導電涂料法。近年來，導電塑料法引起了人們的興趣，這方面的研究報道很多，這是由于導電塑料法具有3個顯著的優(yōu)點：①無需二次加工；②屏蔽性與成型制品一次完成(省力、經(jīng)濟)；③在長期使用過程中(如震動、濕熱環(huán)境因素下)**、可靠，不會像表面法那樣產(chǎn)生剝離和脫落現(xiàn)象。
EMI屏蔽塑料多以各種工程塑料為基材，使用的金屬填料主要是不銹鋼纖維，也有的使用黃銅短纖維、鋁片、鎳纖維等。制成品的體積電阻為10-1000Ω·cm，電磁波屏蔽效果為30-60分貝。碳纖維、特種導電炭黑雖然不是金屬填料，但其制成品也可在電磁波屏蔽場合應用。當一些制品在比較苛刻的使用環(huán)境中要求具有強度高、體積輕、壁薄、注射成型易流動等特點時，就要采用碳纖維填充的材料，目前市售的上等筆記本電腦、手機殼體材料即是采用碳纖維填充的PC／ABS合金。
黃銅短纖維填充的復合體系具有優(yōu)異的電磁波屏蔽效果，卻難以滿足實用化提出的阻燃、低比重、良好的制品外觀等要求；鎳及鍍鎳石墨纖維雖也具有優(yōu)異的電性能，但由于價格昂貴而限制了其使用性；碳纖維、特種導電炭黑填充的復合體系屏蔽效果較差，適用性受到限制；不銹鋼纖維的直徑一般為6―10μm，填加10％左右即可滿足實際應用中要求的電性能，由于填加量少，因此對復合體系的物理機械性能影響較小，是理想的EMI屏蔽塑料填充材料。