高导电复合材料制成的卫星天线
应用

高导电性复合材料

降低电阻可防止静电积聚

塑料与其他材料相比具有许多优势。然而,在某些应用领域,由于缺乏导电性,这些优势无法充分发挥。

特别是在爆炸危险区域、电子元件的包装和处理过程中,或是在无线电信号传输时,缺乏导电性可能导致功能失效或显著受损。存在静电积聚的风险。

如果此类带电材料通过火花放电,可能引燃爆炸性环境,例如溶剂/空气混合物、粉尘/空气混合物,从而引发爆炸。在此类应用中,这类塑料无法使用。

典型应用领域

为了利用塑料的优势,人们会向其中添加特殊的导电剂。这能显著提高其导电性,或大幅降低其电阻。

通过这一措施,例如PE的电阻可从1016欧姆降至< 104欧姆。塑料因此具备导电性。若将其接地,则可有效防止静电积聚。例如,在燃料电池中,高导电性复合材料被用作双极板的材料。

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优势

BUSS 高导电复合材料混炼系统具有以下具体优势:

在混炼机中的混合过程独立于下游卸料单元的压力建立,这使得两个工艺步骤可分别优化。这允许在低压和低温条件下进行加工,同时实现最佳造粒效果,且温度控制始终得到保障。

BUSS 混炼机通过混合和捏合螺杆的旋转与轴向运动的叠加,产生拉伸流动,同时提供大量剪切表面,从而实现跨通道的混合,确保强烈的分散混合效果。

在多叶片BUSS混炼机上可实现大量混合循环。独特的螺杆几何结构使复合材料能够最大程度地分割和重新折叠,在极短工艺长度内实现无数次层叠重组和卓越混合效果。

BUSS 混炼机适中的剪切速率确保了可控的剪切和低温曲线,相比其他系统,对纤维和高结构填料(如炭黑)的结构损伤显著更小。这带来了更优异的机械和电气性能、改善的流动性以及昂贵添加剂用量的降低。

使用单一螺杆配置处理广泛的配方范围可能是一项挑战。然而,BUSS 混炼机技术正是以这一特定能力而闻名。这得益于其工艺长度通常仅为同类系统的一半、适中且可调的剪切速率,以及在螺杆配置设计上的高度灵活性。

高导电性塑料的混炼要求

这些特定的性能特征是通过混炼步骤实现的。对加工工艺的要求非常苛刻。导电率值必须在室温以及更高的工作温度下得到保证。

高结构炭黑、石墨、碳纳米管和碳纤维必须保持其结构,并实现极其均匀的分布,以形成导电网络。所使用的聚合物应尽可能少地降解。此外,复合材料的可交联性可能是一个额外的要求。

这些部分相互矛盾的要求通过精密的工艺得到了很好的控制。

BUSS 混炼机在处理这些特别苛刻的材料方面久经考验。BUSS 混炼机温和且均匀的剪切速率(必要时可具体调整),以及由此实现的精确温度控制,在其中起着核心作用:在熔融区,仅耗散必要的能量,而不会过度拉伸聚合物组分。

典型的设备布局

导电剂通过极高的折叠值在极短的处理长度内实现最佳分布。在工艺末端,必要时可添加纤维状导电材料,使其分散并包覆,以保留最大纤维长度,并确保导电网络中相应的特性。这样即使在最严格的工艺窗口和最高粘度条件下,也能获得最佳性能特征。

通过BUSS混炼机的两级系统,混炼和建压步骤被严格分离。这样各工艺步骤可独立优化。BUSS混炼机的可开启式机壳确保了快速检修和系统的高可用性。

设备的模块化及可调整结构,加上BUSS广泛的技术专长,使BUSS混炼机成为加工高要求高导电复合材料的极佳选择,并提供最高的投资安全性。

COMPEO 混炼机用于高导电性复合材料的混炼

请查看我们在 COMPEO 展厅中用于生产高导电性复合材料的典型设备布局。

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