Warten Sie! Sind nicht alle Kunststoffe leitfähig? Sind Kunststoffe nicht die ultimativen Isolatoren? 
Sie haben Recht – Kunststoffe werden in vielen Branchen, einschließlich der Elektronik, ausgiebig als Isolatoren verwendet. Aber Kunststoffe sind nicht nur natürlich ableitfähig; Die meisten von ihnen werden auf diese Weise mit Additiven hergestellt. Lassen Sie uns untersuchen, wie antistatische, leitfähige und dissipative Kunststoffe hergestellt und klassifiziert werden.
Um zu verstehen, wie dies funktioniert, nehmen wir uns eine Sekunde Zeit, um das Phänomen der elektrostatischen Aufladung und Leitfähigkeit zu untersuchen. Eine elektrostatische Aufladung tritt auf, wenn sich zwei Objekte berühren. Ein Objekt wird positiv geladen und das andere wird negativ geladen. Elektrostatische Ableitung (ESD) kann empfindliche elektronische Komponenten zerstören, magnetische Medien löschen oder verändern und sogar Brände oder Explosionen auslösen. Leitfähige, antistatische und dissipative Kunststoffe werden eingesetzt, um dieses Risiko zu minimieren.
Die Leitfähigkeit von Kunststoffen kann durch die Zugabe von sehr feinem Stahldraht, Aluminiumflocken, nickelbeschichtetem Graphit, Kohlefaser, Kohlenstoffpulver, Kohlenstoffnanoröhren oder Edelstahlfasern verbessert werden, um einige der gebräuchlichsten Additive zu nennen. Viele Kohlenstoff- und Graphitfüllstoffe haben viel höhere elektrische Leitfähigkeiten als die meisten Kunststoffe. Die Herstellung leitfähiger Kunststoffmaterialien ist jedoch nicht nur eine einfache Aufgabe, die Füllstoffe in das Harz einzumischen. Es handelt sich um eine „Dispersion“ oder „Pfadentwicklung“, die den Leiter als Energieweg durch das Polymer nutzt. Andernfalls, wenn der Leiter durch ein nicht leitendes Medium dispergiert wird, ist es möglich, dass der Verbund nicht leitfähig ist, sondern ein Verbund aus leitfähigen Partikeln, die mit einem isolierenden Polymer beschichtet sind.
Leitfähige thermoplastische Verbindungen werden aufgrund ihrer elektrischen Eigenschaften und Zerfallsraten in mehrere Kategorien unterteilt. Die Kategorien werden durch ihren Oberflächenwiderstand bestimmt, der ein Maß dafür ist, wie leicht sich eine elektrische Ladung über eine Substanz bewegen kann. Leitfähige Materialien haben einen Oberflächenwiderstand von < 1 x 106 Ohm / Quadrat und haben Zerfallsraten, die in Nanosekunden gemessen werden. Materialien, die als statisch ableitfähig gelten, haben einen Oberflächenwiderstand von > 1 x 105 Ohm / Quadrat < 1 x 1012 Ohm / Quadrat und ermöglichen die Ableitung elektrischer Ladungen im Allgemeinen innerhalb von Millisekunden. Antistatische Materialien weisen einen spezifischen Widerstand von 10 10 bis 10 12 auf und sind solche, die die triboelektrische Aufladung hemmen. Turboelektrische Aufladung ist der Aufbau einer elektrischen Ladung durch Reiben eines Materials mit einem anderen Material. Diese Materialien liefern eine sehr langsame Zerfallsrate der statischen Ladung von einem Hundertstel bis zu mehreren Sekunden. Dämmstoffe sind solche, die einen Oberflächenwiderstand von >1 x 1012 aufweisen. Materialien mit idealem ESD-Schutz (10 6 bis 10 9) liegen am unteren Ende des statisch dissipativen Bereichs.
Leitfähige Kunststoffe
werden in den Bereichen Lagerung und Verpackung, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Automobil, Elektronik, Computer und Haushaltsgeräte eingesetzt. Zu den spezifischen Anwendungen gehören Elektronikverpackungen, Kraftstoffsysteme für Kraftfahrzeuge und leitfähige Vorratsbehälter für Tinten und gefährliche Flüssigkeiten. Leitfähige Kunststoffe werden auch in medizinischen Geräten wie Pillenspendern und Aerosolgeräten verwendet. Diese Kunststoffe stellen sicher, dass eine Aerosolvorrichtung eine volle Dosis eines Pulvers oder einer Flüssigkeit an einen Patienten abgibt, anstatt dass die Substanzen an der Vorrichtung selbst haften.