《導電TPE:突破高電阻難題,性能獨特且加工有講究》
未經(jīng)改性的TPE是一種性能優(yōu)良的介電絕緣材料,其體積電阻率能達到10¹? Ω·cm以上,在電纜、電器絕緣等領域有著廣泛應用。然而,對于需要電磁屏蔽(EMI)、靜電釋放(ESD)以及作為柔性導體的應用場景而言,如此高的體積電阻率就如同難以跨越的高山。
導電TPE通常要求電阻率在10³ Ω·cm以下,為實現(xiàn)這一目標,需要采用無機填充或有機摻雜的改性方法。無機填充所使用的導電粒子或纖維種類繁多,包括碳黑、碳纖維、碳納米管、鍍銀微珠、金屬微粉等,它們的作用是在TPE中分散并形成導電網(wǎng)絡。相比之下,有機導電高分子并不適合在TPE中大量添加。這是因為像聚乙炔、聚苯胺這類導電高分子極性很強,與TPE的相容性很差,難以形成穩(wěn)定的導電網(wǎng)絡。
塑伯公司研發(fā)的導電TPE采用了復合改性的方法,在TPE中添加不同粒徑的導電微粉和不同長徑比的導電纖維。這一創(chuàng)新舉措克服了傳統(tǒng)大量填充碳黑所導致的流動性差、硬度高、強度低以及表面粗糙等缺陷,其電阻率甚至可以降低至<10 Ω·cm,硬度達到75 Shore A。
導電TPE有一個較為獨特的特點,即導電網(wǎng)絡的彈性恢復。TPE的伸長率相較于塑料和熱固性橡膠較高,拉伸和彎曲模量較小,在外力作用下容易發(fā)生形變。此時,導電網(wǎng)絡容易局部遭到破壞,從而導致電阻率急劇升高。但如果TPE具備良好的彈性,在外力移除后能夠彈性恢復,那么導電網(wǎng)絡就可以重新建立起來。
此外,導電TPE的加工過程對電阻率也會產(chǎn)生影響。無論是擠出還是注塑加工,加工溫度都需要控制在合適的范圍內。溫度過高,容易導致制品表面富樹脂化,導電粒子和纖維無法滲透到制件表面,進而造成表面電阻過高;而溫度過低,則會使制品表面非常粗糙,影響其使用和美觀。具體的加工窗口需要根據(jù)不同的設備和模具進行試驗后才能確定。
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