¿Qué es el material de poliuretano conductivo?

La mayoría de los materiales de polímero generalmente exhiben una resistividad de volumen entre 10¹⁰ y 10²⁰ ω·CM, haciéndolos usados ​​durante mucho tiempo como aislantes eléctricos. Sin embargo, a medida que se expande el alcance de las aplicaciones de polímeros—especialmente con el rápido desarrollo de la electrónica y la tecnología de la información—Existe una creciente demanda de materiales de polímero conductor. Estos materiales no solo son fáciles de procesar, flexibles, resistentes a la corrosión y livianos, sino que también ofrecen beneficios funcionales cada vez más importantes. En consecuencia, muchos fabricantes internacionales se dedican activamente a la investigación y el desarrollo de polímeros conductores, y se han realizado un progreso significativo tanto en la ciencia de los materiales como en las aplicaciones industriales.

Los materiales de polímero conductores se pueden clasificar en dos tipos: polímeros intrínsecamente conductores y polímeros conductores compuestos.

Los polímeros intrínsecamente conductores derivan su conductividad de su estructura molecular o mediante procesos de mezcla específicos.

Los polímeros conductores compuestos se realizan mezclando una matriz de polímero (como el poliuretano) con rellenos conductivos.

Entre los diversos tipos de rellenos conductores utilizados en sistemas compuestos, los siguientes son comunes:

Rellenos a base de carbono – Fibras de grafito, negro de carbono y carbono

Rellenos a base de metal – Powders de metal, copos, fibras, fibras de vidrio recubiertas de metal y mica recubierta con níquel, cobre, cromo o acero inoxidable

Otros rellenos – sales inorgánicas y óxidos de metal

El negro de carbono es el relleno conductor más utilizado. Naturalmente, un semiconductor, tiene una resistividad de volumen que varía de 0.1 a 10.2 ω·centímetro. Cuando las partículas negras de carbono se empacan densamente o su espacio se reduce a unos pocos angstroms (10⁻¹⁰ M), se forma una red conductora. El negro de carbono es abundante, rentable y proporciona una conductividad estable, con resistividad sintonizable que varía de 10⁰ a 10⁸ ω·centímetro. Se utiliza para la prevención de descarga electrostática, como elemento de calentamiento, en aplicaciones de alta conductividad y en electrodos.

La eficiencia conductora del negro de carbono depende en gran medida de su estructura, tamaño de partícula y química de la superficie. Industrialmente, se prefieren los tipos de alta estructura y partículas pequeñas como el negro de acetileno por su baja pérdida de peso térmico y resistividad.

Él’Es importante tener en cuenta que el negro de carbono solo mejora significativamente la conductividad cuando alcanza un umbral de percolación, más allá del cual la red conductora se sature y los niveles de resistividad. Sin embargo, la estabilidad de esta red es sensible. Durante la producción de elastómeros conductores de poliuretano, el tiempo de mezcla debe controlarse cuidadosamente. Si bien la mezcla suficiente ayuda a formar la red, la mezcla excesiva puede dañarla.

Las fuerzas de corte durante el procesamiento afectan la orientación y la dispersión de las redes conductoras. La investigación muestra que los diferentes métodos de fabricación influyen en la conductividad en el siguiente orden: Casting > moldura > moldura de inyección > extrusión > laminación. Además, las temperaturas de moldeo más altas pueden reducir aún más la resistividad de la superficie.