一、碳纖導(dǎo)電尼龍12定義
導(dǎo)電塑料是將樹脂和導(dǎo)電物質(zhì)混合,用塑料的加工方式進(jìn)行加工的功能型高分子材料,主要應(yīng)用于電子、集成電路包裝、電磁波屏蔽等領(lǐng)域。
二、碳纖導(dǎo)電尼龍12分類
1.按電性能分類,可分為:絕緣體、防靜電體、導(dǎo)電體、高導(dǎo)體。通常電阻值在1010Ω·cm以上的稱為絕緣體;電阻值在104~109Ω·cm 范圍內(nèi)的稱作半導(dǎo)體或防靜電體;電阻值在104Ω·cm以下的稱為導(dǎo)電體;電阻值在100Ω·cm以下甚至更低的稱為高導(dǎo)體。
2.按導(dǎo)電塑料的制作方法分類,可分為結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料和復(fù)合型導(dǎo)電塑料。
3.按用途分類,可分為:抗靜電材料、導(dǎo)電材料和電磁波屏蔽材料。
結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料碳纖導(dǎo)電尼龍12
指高聚物本身具有導(dǎo)電性或經(jīng)過化學(xué)改性后具有導(dǎo)電性的塑料。它們能發(fā)揮自身化學(xué)結(jié)構(gòu)的作用,使其本質(zhì)上能夠?qū)щ?;再通過化學(xué)方法進(jìn)行摻雜以增長其導(dǎo)電性。(常用的摻雜物為、五氟化砷、五氟化硼等)通常這類化學(xué)物都是帶有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性高聚物?,F(xiàn)已研制的有:聚乙炔(PAC)、聚對捧(PPP)、聚吡咯(PPY)、聚硫醚(PPS)、聚噻吩、聚胺、聚喹啉等.
復(fù)合型導(dǎo)電塑料
指經(jīng)物理改性后具有導(dǎo)電性的塑料.不少產(chǎn)品已商業(yè)化生產(chǎn)。制作復(fù)臺型導(dǎo)電塑料必須選擇合適的基本樹脂和復(fù)合方式:
(1) 基本樹脂 幾乎所有正在使用的樹脂均可采用。如PE、PP、WC、PS、ABS以及TPO等熱塑性塑料和酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂等熱固性塑料.
(2) 復(fù)合方式 可分為下列三類:
a. 分散復(fù)合法(填充導(dǎo)電填料)—— 在基本樹脂中添加導(dǎo)電填料并使之均勻分散;
b.積復(fù)合法(金屬纖維系導(dǎo)電塑料)—— 在基本樹脂中添加或?qū)臃e金屬纖維并使之呈層狀分散;
c..表面橡覆法(表面滁覆導(dǎo)電塑料)—— 在塑料表面涂覆金屬層。
三、導(dǎo)電塑料的成型
1.結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料的成型
結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料的穩(wěn)定性和加工性目前仍是工業(yè)化生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用的主要問題.工業(yè)已研制的太多數(shù)結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高聚物很不穩(wěn)定,加熱時(shí)容易分解。有些對氧十分敏感,有些在儲存時(shí)會失去原有性能。而且它們不熔不溶,至今還不能很好地將它們分散在有機(jī)溶劑或粘性樹脂之中,因此無固定的成型方法.為了解決這個(gè)問題,國外已研制了聚合物共混物以改善其穩(wěn)定性和加工性.或先制備成能溶解的璜聚體,使之可在溶液中加工成胰.或采用共聚和接技的方法,引入可加工成分.近年來已研究出可用熱塑性加工方法成型的導(dǎo)電高聚物,從而在加工和應(yīng)用出現(xiàn)突破.預(yù)料將會更多地開發(fā)出摻雜前能加工,摻雜后能穩(wěn)定的新品種.
2.復(fù)合型導(dǎo)電塑料的成型
對復(fù)合型導(dǎo)電塑料來說,現(xiàn)有的塑料加工成型方法均可采用. 擠出、注射、層壓等方法加工成型的導(dǎo)電塑料制品,其導(dǎo)電性已完全可以達(dá)到使用要求。
3.填充導(dǎo)電塑料的成型
這類導(dǎo)電塑料是采用分散復(fù)合法成型的.將導(dǎo)電填料與基本樹脂在捏和機(jī)中混合均勻,然后擠出造粒,再將粒料用合適的方法成型.
4.金屬纖維系導(dǎo)電塑料的成型
a.直接法 在基本樹脂中直接加入金屬短纖維,其工藝流程與填充導(dǎo)電塑料相同.也可以在添加金屬纖維同時(shí)添加導(dǎo)電填料。使用金屬短纖維沒有什么限定,拉絲法或熔紡法制成的金屬纖維和舍金纖維均可使用。
b.母粒法 將金屑長纖維用集束劑進(jìn)行集束,然后將其切成長度為5—15ram的切片(母粒),再將切片與基本樹脂一起混練或捏和,使其均勻分散;各種材質(zhì)的金屬長纖維均可使用.理想的纖長度>100ram,直徑<5 m(為7岬),添加量4—8 ,與集束劑混合時(shí)所占比例以20—70%為宜。
通常使用的集束劑是熱塑性樹脂溶液或裂液。集束切片與基本樹脂混合時(shí)應(yīng)選用低速和剪切應(yīng)力小的設(shè)備
c.BMC法(預(yù)制整體模塑料將金屬長纖維先織成網(wǎng)張織物(體積腭或絲毯),然后將其置于兩層塑料基材之閹壓制成型。也可將織同浸漬樹脂溶液烘塑成型又可將織網(wǎng)作為嵌件預(yù)置模具中注射成型(包括雙層注射)。BMC法的優(yōu)點(diǎn)是金屬鰱纖維在加工過程中不受損傷,因而導(dǎo)電性極好,使用中能保持導(dǎo)電性。
d.SMC法(片狀摸塑料) 將多股金屬長纖維與基本樹脂混合,經(jīng)過反復(fù)滾壓和牽伸,制成片狀摸塑料,然后用干法”模壓成型。SMC法特別適用于熱固性塑料。
添加金屬纖維比添加導(dǎo)電填料對基本樹脂的性能影響較小,對加工成型性、對設(shè)備摸具的損傷及污染都較小,且不影響制品著色。目前金屬纖維系導(dǎo)電塑料電阻率可達(dá)到10Q·cm。電磁琿蔽效高,綜合性能好,但是,多數(shù)金屬纖維價(jià)格較高,囤而可采用混雜,金屬纖維或混合導(dǎo)電填料以降低成本,其效果往往超過單一體系。
四、常用導(dǎo)電填料
1.碳黑
碳黑是使用早常用的導(dǎo)電填料。添加碳黑的終產(chǎn)品的電阻率可通過選擇合適的填加量及加工條件予以調(diào)節(jié).加入少量碳黑電阻率不會有明顯變化,填加量提高到一定比例之后,電阻率可下降幾個(gè)數(shù)量級,但下降到低限之后,再增加填加量,電阻率變化就很不明顯.
2.鋁箔片
鋁箔片因其成本低目前用于多種熱塑性塑料。其效果優(yōu)于碳黑.常用的鋁箔片寬度約0.01ram。厚度約0.001ram,長度3— 12ram,填加量18—22 。鋁箔片的加入將降低制品的沖擊強(qiáng)度并容易引起表面斑點(diǎn)。當(dāng)要求外觀質(zhì)量高的制品時(shí),需再作表面涂飾。總之.導(dǎo)電填料的填加量,填料的品種和形狀,填料的分散性以及制品的厚度對導(dǎo)電性均有直接的影響。
五、導(dǎo)電塑料的主要用途
1)在電子、電器領(lǐng)域中作集成電路、晶片、傳感器護(hù)套等精密電子元件生產(chǎn)過程中使用的防靜電周轉(zhuǎn)箱、IC及LCD托盤、IC封裝、晶片載體、薄膜袋等。
2)防爆產(chǎn)品的外殼及結(jié)構(gòu)件,如:煤礦、油船、油田、粉塵及可燃?xì)怏w等場合中使用的電器產(chǎn)品外殼及結(jié)構(gòu)件。
3)中、高壓電纜中使用的半導(dǎo)電屏蔽料。
4)電訊、電腦,自動(dòng)化系統(tǒng)、工業(yè)用電子產(chǎn)品、消費(fèi)用電子產(chǎn)品、汽車用電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中的電器產(chǎn)品EMI屏蔽外殼。
導(dǎo)電塑料在其他方面還有更多的應(yīng)用,比如,利用它對電信號的敏感性,可以用來制作傳感器;由于它能夠吸收微波,調(diào)制成飛機(jī)涂料還可以起到逃避雷達(dá)的隱型效果;在火箭、船舶、石油管道以及污水管道中,還可以發(fā)揮它的防腐功能。