Aprimorando a Condutividade do Poliuretano com Aditivos Condutivos

Devido às suas composições químicas, a maioria dos elastômeros, incluindo borrachas, poliuretanos e silicones, são isolantes naturais. A condutividade elétrica pode ser melhorada nesses materiais pela inclusão de aditivos condutivos no processo de fabricação. No caso dos poliuretanos, o uso de aditivos condutivos resultará em materiais semicondutores. Os detalhes da química empregada determinarão o nível de condutividade, bem como as propriedades físicas que o material possuirá. Neste post, discutimos algumas das tecnologias usadas para tornar poliuretanos eletricamente condutivos, os benefícios de incluí-los no design de produtos e aplicações de uso final para esses materiais projetados.

Nem Toda Condutividade é Criada Igual

Um dos métodos tradicionais para criar poliuretanos semicondutores incluía o uso de negro de fumo. O negro de fumo resulta da combustão incompleta de alguns combustíveis, particularmente à base de oil. Quimicamente, é uma rede de moléculas de carbono semelhantes a cristais que são eletricamente condutivas. O negro de fumo é inerte quando introduzido na química do poliuretano, facilitando sua inclusão em processos de moldagem tradicionais. Nesse método, as partículas sólidas de negro de fumo são envolvidas e mantidas no lugar pela matriz de poliuretano. Embora o negro de fumo atinja o objetivo de tornar os poliuretanos condutivos, também pode criar problemas indesejados:

• Uniformidade da Condutividade — À medida que os sólidos de negro de fumo se assentam na mistura líquida de poliuretano, tendem a concentrar-se na direção da gravidade. Isso significa que o material resultante não terá condutividade uniforme; à medida que o produto se desgasta, experimentará mudanças na condutividade.
• Deixa Marca — Durante a operação, quando o negro de fumo no poliuretano entra em contato com outros materiais, deixará marcas na superfície, semelhante a grafite de lápis. Isso é problemático em aplicações de manuseio de mídia, onde essas marcas podem causar resultados indesejados.
• Permanece Além do Desejado — À medida que produtos de poliuretano feitos com negro de fumo se desgastam, a matriz que mantém o negro de fumo no lugar cede, liberando moléculas de carbono no ambiente. Esse detrito indesejado pode causar grandes problemas em dispositivos elétricos ou mecânicos.

A tecnologia Durethane® C da MPC emprega nossa tecnologia patenteada de sais metálicos para criar poliuretanos semicondutores sem os problemas do negro de fumo. Fazemos isso dissolvendo os elementos condutivos no polímero líquido em ambiente controlado, antes de curar o material. Esse processo garante que os elementos condutivos sejam homogeneamente dissipados pela mistura de poliuretano.

Dentro da mistura, as moléculas de poliuretano engajam-se em uma interação eletroquímica com os elementos condutivos, mantida durante o processo de fundição. Isso cria materiais condutivos que mantêm as propriedades físicas robustas dos poliuretanos.

Quando Usar Poliuretanos Condutivos

Poliuretanos semicondutores são ideais para dissipar acúmulo estático ou transferir carga elétrica. No primeiro caso, o acúmulo eletrostático pode ocorrer em operações mecânicas à medida que o atrito é gerado. Se não controlado, o acúmulo estático pode gerar uma descarga que danifica eletrônicos sensíveis ou interrompe a experiência do usuário. Poliuretanos condutivos podem ser incluídos no design para trazer o acúmulo estático à terra de forma segura e eficaz. Eles também podem desempenhar papel chave em mecanismos eletromecânicos que requerem propriedades materiais superiores e transferência de cargas elétricas.

Conclusão

Poliuretanos semicondutores podem desempenhar papel fundamental em conjuntos ou mecanismos que geram estática ou requerem transferência de carga. Ao tomar decisões de material no design de produto, é importante considerar as propriedades físicas necessárias para operação bem-sucedida, bem como a vida útil do material. Se você busca assistência de material para seu design, faça o download da nossa visão geral da tecnologia Durethane® C ou acesse nossa ficha de dados Durethane® C abaixo.