Qu'est-ce que le matériau conducteur en polyuréthane?

La plupart des matériaux polymères présentent généralement une résistivité volumique entre 10¹⁰ et 10²⁰ ω·CM, ce qui les rend longtemps utilisés comme isolants électriques. Cependant, à mesure que la portée des applications en polymère se développe—Surtout avec le développement rapide de l'électronique et des technologies de l'information—Il existe une demande croissante de matériaux en polymère conducteur. Ces matériaux sont non seulement faciles à traiter, flexibles, résistants à la corrosion et légers, mais ils offrent également des avantages fonctionnels de plus en plus importants. Par conséquent, de nombreux fabricants internationaux sont activement engagés dans la recherche et le développement de polymères conducteurs, et des progrès significatifs ont été réalisés dans la science des matériaux et les applications industrielles.

Les matériaux en polymère conducteur peuvent être classés en deux types: des polymères conducteurs intrinsèques et des polymères conducteurs composites.

Les polymères intrinsèquement conducteurs dérivent leur conductivité de leur structure moléculaire ou par des processus de mélange spécifiques.

Les polymères conducteurs composites sont fabriqués en mélangeant une matrice de polymère (comme le polyuréthane) avec des charges conductrices.

Parmi les différents types de charges conductrices utilisées dans les systèmes composites, les éléments suivants sont courants:

Charges à base de carbone – graphite, noir de carbone et fibres de carbone

Charges métalliques – Poudres en métal, flocons, fibres, fibres de verre revêtues en métal et mica recouvert de nickel, de cuivre, de chrome ou d'acier inoxydable

Autres charges – sels inorganiques et oxydes métalliques

Le noir de carbone est le remplissage conducteur le plus utilisé. Naturellement, un semi-conducteur, il a une résistivité de volume allant de 0,1 à 10.2 ω·CM. Lorsque les particules en noir en carbone sont densément emballées ou que leur espacement est réduit à quelques angstroms (10⁻¹⁰ M), un réseau conducteur est formé. Le noir de carbone est abondant, rentable et fournit une conductivité stable, avec une résistivité accordable allant de 10⁰ à 10⁸ ω·CM. Il est utilisé pour la prévention des décharges électrostatiques, comme élément chauffant, dans des applications à haute conductivité et dans les électrodes.

L'efficacité conductrice du noir de carbone dépend fortement de sa structure, de sa taille de particules et de sa chimie de surface. Industriellement, des types de petites particules à haute structure tels que le noir d'acétylène sont préférés pour leur faible perte de poids thermique et leur résistivité.

Il’S Important de noter que le noir de carbone n'améliore considérablement la conductivité que lorsqu'il atteint un seuil de percolation, au-delà duquel le réseau conducteur devient saturé et les niveaux de résistivité. Cependant, la stabilité de ce réseau est sensible. Pendant la production d'élastomères conducteurs de polyuréthane, le temps de mélange doit être soigneusement contrôlé. Bien que un mélange suffisant aide à former le réseau, un mélange excessif peut l'endommager.

Les forces de cisaillement pendant le traitement affectent l'orientation et la dispersion des réseaux conducteurs. La recherche montre que différentes méthodes de fabrication influencent la conductivité dans l'ordre suivant: Casting > moulage par coup > moulage par injection > extrusion > laminage. De plus, des températures de moulage plus élevées peuvent réduire davantage la résistivité de surface.