Ein bedeutender Teil des Marktes basiert auf PVC-Polymer, das in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird, darunter Bodenbeläge, flexible Schläuche und Schuhsohlen. Es ist ein vielseitiges Material, das bei der Herstellung flexibler Bodenbeläge für unterschiedlichste Umgebungen wie Sportanlagen, Krankenhäuser und stark frequentierte Bereiche verwendet wird.
In solchen Umgebungen ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Böden ableitend sind, um die Bildung statischer Elektrizität zu verhindern, die ein Risiko für die Sicherheit und den Betrieb empfindlicher Geräte darstellen kann, beispielsweise in Operationssälen oder Chip-Herstellungsräumen.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass Delta Tecnic aufgrund der hohen Mengen an Dotierstoff, die zur Erzielung der gewünschten Leitfähigkeitseigenschaften in PVC-Materialien erforderlich sind, nicht das übliche Masterbatch-Verfahren anwendet. Stattdessen stellt das Unternehmen Compounds her – homogene Mischungen aus Polymer und Additiven, die dem Endprodukt die notwendigen elektrischen Eigenschaften verleihen.
Eine sachgemäße Dispersion der leitfähigen Additive ist unerlässlich, um eine optimale Leistung des Endmaterials zu gewährleisten.
Wie verleiht man PVC-Materialien ihre Leitfähigkeit?
Genauer gesagt werden verschiedene kohlenstoffbasierte Additive eingesetzt, um Kunststoffen leitfähige Eigenschaften zu verleihen. Die Molekularstruktur dieser Kohlenstoffderivate ist dabei entscheidend: Ihre lange Struktur ermöglicht es Elektronen, sich entlang der Moleküle zu bewegen und so ein Netzwerk von Kohlenstoffatomen innerhalb des Kunststoffs zu bilden.
Delta Tecnic verwendet drei Haupttypen kohlenstoffbasierter Dotierstoffe: Ruß, Kohlenstoffnanoröhren und Graphen. Jeder dieser Additive besitzt einzigartige Eigenschaften und Strukturen. Ruß besteht aus fein verteilten Kohlenstoffpartikeln, die ein dispergiertes Netzwerk im Kunststoff bilden. Kohlenstoffnanoröhren weisen eine kanalartige Struktur auf, während Graphen eine zweidimensionale, blattartige Struktur besitzt. Diese Dotierstoffe beeinflussen
die elektrischen Eigenschaften des Kunststoffmaterials unterschiedlich. Beispielsweise ist bei der Verwendung von leitfähigem Ruß eine höhere Konzentration des Additivs in der Polymermasse erforderlich, um die gewünschte Leitfähigkeit zu erzielen. Diese kann zwischen 15 % und 30 % des Gesamtgewichts des Kunststoffs liegen. Kohlenstoffnanoröhren hingegen benötigen eine geringere Konzentration, typischerweise zwischen 3 % und 7 %, während Graphen bereits mit Konzentrationen von 2 % bis 5 % höhere Leitfähigkeiten ermöglicht.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Menge des verwendeten Additivs auch andere Eigenschaften des Kunststoffs beeinflusst, wie beispielsweise Schlagfestigkeit und Aussehen. Je mehr Additiv hinzugefügt wird, desto größer ist der Einfluss auf diese Eigenschaften. Dies kann entscheidend sein bei der Herstellung von Fertigteilen, die eine bestimmte mechanische Festigkeit erfordern oder spezifischen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Daher ist es im Produktentwicklungsprozess unerlässlich, das richtige Gleichgewicht zwischen elektrischer Leitfähigkeit und anderen Materialeigenschaften zu finden.
Metallfasern: Ein neuer Ansatz für elektrische Ableitung und Leitfähigkeit.
Seit Kurzem werden Masterbatches hergestellt, die den Durchtritt elektrischer Energie durch Metallfasern mit sehr kleinem Durchmesser ermöglichen. Diese Fasern werden als Masterbatches gefertigt und können beim Spritzgießen von Teilen oder auch bei der Herstellung von Compounds für die Weiterverarbeitung eingesetzt werden.
Die Möglichkeit, mit diesen Metallfasern elektrischen Strom zu leiten, eröffnet eine neue Dimension in der Herstellung leitfähiger Compounds. Die Einschränkung durch die schwarze Farbe, die nur klassische kohlenstoffbasierte Dotierstoffe boten, entfällt.
In Kunststoffteile eingearbeitet, können diese Metallfasern sehr interessante Leitfähigkeitswerte erreichen und bieten die Möglichkeit einer hohen elektromagnetischen Abschirmung – gerade in Zeiten, in denen die Gewichtsreduzierung von Bauteilen und die Vereinfachung ihrer Fertigung unerlässlich sind.
