ما هي مادة البولي يوريثان الموصلة؟

عادة ما تظهر معظم مواد البوليمر مقاومة للحجم بين 10¹⁰ و 10²⁰ ω·سم ، مما يجعلها تستخدم منذ فترة طويلة كعوازل كهربائية. ومع ذلك ، مع توسع نطاق تطبيقات البوليمر—خاصة مع التطور السريع للإلكترونيات وتكنولوجيا المعلومات—هناك طلب متزايد على مواد البوليمر الموصلة. هذه المواد ليست سهلة للمعالجة فقط ، مرنة ، مقاومة للتآكل ، وخفيفة الوزن ، ولكنها توفر أيضًا فوائد وظيفية متزايدة الأهمية. وبالتالي ، فإن العديد من الشركات المصنعة الدولية تعمل بنشاط في البحث وتطوير البوليمرات الموصلة ، وقد تم إحراز تقدم كبير في كل من علوم المواد والصناعية.

يمكن تصنيف مواد البوليمر الموصلة إلى نوعين: البوليمرات الموصلة في جوهرها والبوليمرات الموصلة المركبة.

تستمد البوليمرات الموصلة جوهريًا الموصلية من بنيتها الجزيئية أو من خلال عمليات مزج محددة.

يتم تصنيع البوليمرات الموصلة المركبة عن طريق خلط مصفوفة البوليمر (مثل البولي يوريثان) مع مواد موصلة.

من بين أنواع مختلفة من الحشو الموصل المستخدمة في الأنظمة المركبة ، ما يلي شائع:

مواد الحشو القائمة على الكربون – الجرافيت ، الكربون الأسود ، والألياف الكربونية

مواد الحشو القائمة على المعادن – المساحيق المعدنية والرقائق والألياف والألياف الزجاجية المغلفة بالمعادن ، والميكا مغلفة بالنيكل والنحاس أو الكروم أو الفولاذ المقاوم للصدأ

مواد حشو أخرى – أملاح غير عضوية وأكاسيد معدنية

الكربون الأسود هو الحشو الموصل على نطاق واسع. بطبيعة الحال ، أشباه الموصلات ، فإنه يحتوي على مقاومة حجم تتراوح من 0.1 إلى 10.2 ω·سم. عندما تكون جزيئات الكربون السوداء معبأة بكثافة أو يتم تقليل التباعد إلى بضعة أنجستروم (10⁻¹⁰ م) ، يتم تشكيل شبكة موصلة. الكربون الأسود وفيرة وفعالة من حيث التكلفة ، ويوفر توصيلًا مستقرًا ، مع مقاومة قابلة للضبط تتراوح من 10 إلى 10⁸ ω·سم. يتم استخدامه للوقاية من التفريغ الإلكتروستاتيكي ، كعنصر تسخين ، في تطبيقات الموصلية العالية ، وفي الأقطاب الكهربائية.

تعتمد الكفاءة الموصلة للأسود الكربوني اعتمادًا كبيرًا على بنيتها وحجم الجسيمات والكيمياء السطحية. من الناحية الصناعية ، يفضل أن تكون أنواع الجسيمات ذات الجسيمات الصغيرة العالية مثل الأسود الأسود لأسيتيلين لفقدان الوزن الحراري ومقاومةها منخفضة.

هو - هي’من المهم أن نلاحظ أن الكربون الأسود يحسن الموصلية بشكل كبير فقط عندما يصل إلى عتبة الترشيح ، حيث تصبح الشبكة الموصلة مشبعة وتوقف مستويات المقاومة. ومع ذلك ، فإن استقرار هذه الشبكة حساس. أثناء إنتاج المرنة الموصلة للبولي يوريثان ، يجب التحكم في وقت الخلط بعناية. على الرغم من أن الخلط الكافي يساعد في تكوين الشبكة ، إلا أن الخلط المفرط يمكن أن يضرها.

تؤثر قوى القص أثناء المعالجة على اتجاه وتشتت الشبكات الموصلة. تظهر الأبحاث أن طرق التصنيع المختلفة تؤثر على الموصلية بالترتيب التالي: الصب > تهب القولبة > صب الحقن > البثق > التصفيح. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤدي درجات حرارة الصب العالية إلى زيادة مقاومة السطح.