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復(fù)合型導(dǎo)電塑料
日期：2025-11-22 16:36
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摘要：復(fù)合型導(dǎo)電塑料
復(fù)合型是由導(dǎo)電性物質(zhì)與高分子材料復(fù)合而成。該類別成本稍低，可以滿足各種成型要求，是一類已被廣泛應(yīng)用的功能性高分子材料。
復(fù)合型導(dǎo)電塑料根據(jù)導(dǎo)電填料的不同可分為：抗靜電劑系、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根據(jù)制品電阻值的不同要求進(jìn)行調(diào)節(jié)生產(chǎn)。
1、抗靜電劑填充型
抗靜電劑填充型產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是制品著色不受限制，其中低分子型抗靜電劑對(duì)產(chǎn)品性能影響不大，其表面電阻率為1010-1013Ω。但低分子抗靜電劑填充型產(chǎn)品的電性能會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸喪...
復(fù)合型導(dǎo)電塑料
復(fù)合型是由導(dǎo)電性物質(zhì)與高分子材料復(fù)合而成。該類別成本稍低，可以滿足各種成型要求，是一類已被廣泛應(yīng)用的功能性高分子材料。
復(fù)合型導(dǎo)電塑料根據(jù)導(dǎo)電填料的不同可分為：抗靜電劑系、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根據(jù)制品電阻值的不同要求進(jìn)行調(diào)節(jié)生產(chǎn)。
1、抗靜電劑填充型
抗靜電劑填充型產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是制品著色不受限制，其中低分子型抗靜電劑對(duì)產(chǎn)品性能影響不大，其表面電阻率為1010-1013Ω。但低分子抗靜電劑填充型產(chǎn)品的電性能會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸喪失。
國外目前的主要開發(fā)動(dòng)向是研制生產(chǎn)高分子型抗靜電劑，高分子型抗靜電劑亦可稱為長久性抗靜電劑，它不會(huì)像低分子型抗靜電劑那樣水洗后或長時(shí)間使用后便喪失其導(dǎo)電性。高分子型抗靜電劑的主要品種有：聚醚型、季氨鹽型、磺酸型、酸的接枝共聚物、離子型。主要生產(chǎn)廠家有日本的三洋化成、住友精化、住友科學(xué)工業(yè)、工業(yè)制藥，瑞士的汽巴精化、科萊恩，美國的威科、大湖等。高分子型抗靜電劑的添加量是低分子型抗靜電劑的5-15倍，同時(shí)還要考慮其與樹脂的相容性從而選擇適用的相容劑，因受到成本的制約使其應(yīng)用受到一定限制。國內(nèi)目前主要是低分子型抗靜電劑，代表性的廠家有杭州塑料研究所、北京市化工研究院等。
2、碳系填充型
這一系列的填充物主要是導(dǎo)電炭黑、石墨和碳纖維，制成品的體積電阻率為102-109Ω·cm。其中炭黑填充是主流，炭黑填充型導(dǎo)電聚合物之所以被廣泛采用，其一是因?yàn)閷?dǎo)電炭黑價(jià)格較為低廉；其二是因?yàn)樘亢谀芨鶕?jù)不同的導(dǎo)電性需求有較大的選擇余地，它的制成品的電阻值可在102-109Ω之間的寬廣范圍內(nèi)變化；其三是導(dǎo)電性持久、穩(wěn)定；因此是理想的抗靜電材料。但是它的制成品只有黑色，并對(duì)材料性能影響較大，需要配套改性技術(shù)。
3、金屬填充型
這類導(dǎo)電塑料主要用于電磁波屏蔽場合。近年來由于集成電路和大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化電子機(jī)器已從工業(yè)用向民用品發(fā)展。為了提高處理能力，使用的電子線路和元件越來越集成微型化、高速化，其信號(hào)水平減小，這使從外部侵入的電磁波與控制信號(hào)相接近。此外，電子設(shè)備也向外放射電磁波，因此很容易造成電子機(jī)器的誤動(dòng)作、圖象和聲音干擾。進(jìn)入80年代，電子機(jī)器的殼體大多采用塑料材料代替金屬。這是由于塑料作為殼體具有質(zhì)輕且強(qiáng)度高、耐腐蝕、易加工、生產(chǎn)效率高、總成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，塑料是絕緣體，對(duì)于電磁波來說，完全可以透過。因此，賦予塑料殼體電磁波屏蔽能力就成為一個(gè)有待研究的十分迫切的課題。目前，具體實(shí)施的屏蔽方法很多，大致分為在塑料表面形成導(dǎo)電層的方法和將導(dǎo)電性填料混入到塑料中制成導(dǎo)電塑料的方法兩種。不同的屏蔽方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，以往應(yīng)用較多的是鋅噴鍍和導(dǎo)電涂料法。近年來，導(dǎo)電塑料法引起了人們的興趣，這方面的研究報(bào)道很多，這是由于導(dǎo)電塑料法具有3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：①無需二次加工；②屏蔽性與成型制品一次完成(省力、經(jīng)濟(jì))；③在長期使用過程中(如震動(dòng)、濕熱環(huán)境因素下)**、可靠，不會(huì)像表面法那樣產(chǎn)生剝離和脫落現(xiàn)象。
EMI屏蔽塑料多以各種工程塑料為基材，使用的金屬填料主要是不銹鋼纖維，也有的使用黃銅短纖維、鋁片、鎳?yán)w維等。制成品的體積電阻為10-1000Ω·cm，電磁波屏蔽效果為30-60分貝。碳纖維、特種導(dǎo)電炭黑雖然不是金屬填料，但其制成品也可在電磁波屏蔽場合應(yīng)用。當(dāng)一些制品在比較苛刻的使用環(huán)境中要求具有強(qiáng)度高、體積輕、壁薄、注射成型易流動(dòng)等特點(diǎn)時(shí)，就要采用碳纖維填充的材料，目前市售的上等筆記本電腦、手機(jī)殼體材料即是采用碳纖維填充的PC／ABS合金。
黃銅短纖維填充的復(fù)合體系具有優(yōu)異的電磁波屏蔽效果，卻難以滿足實(shí)用化提出的阻燃、低比重、良好的制品外觀等要求；鎳及鍍鎳石墨纖維雖也具有優(yōu)異的電性能，但由于價(jià)格昂貴而限制了其使用性；碳纖維、特種導(dǎo)電炭黑填充的復(fù)合體系屏蔽效果較差，適用性受到限制；不銹鋼纖維的直徑一般為6―10μm，填加10％左右即可滿足實(shí)際應(yīng)用中要求的電性能，由于填加量少，因此對(duì)復(fù)合體系的物理機(jī)械性能影響較小，是理想的EMI屏蔽塑料填充材料。
復(fù)合型是由導(dǎo)電性物質(zhì)與高分子材料復(fù)合而成。該類別成本稍低，可以滿足各種成型要求，是一類已被廣泛應(yīng)用的功能性高分子材料。
復(fù)合型導(dǎo)電塑料根據(jù)導(dǎo)電填料的不同可分為：抗靜電劑系、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根據(jù)制品電阻值的不同要求進(jìn)行調(diào)節(jié)生產(chǎn)。
1、抗靜電劑填充型
抗靜電劑填充型產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是制品著色不受限制，其中低分子型抗靜電劑對(duì)產(chǎn)品性能影響不大，其表面電阻率為1010-1013Ω。但低分子抗靜電劑填充型產(chǎn)品的電性能會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸喪失。
國外目前的主要開發(fā)動(dòng)向是研制生產(chǎn)高分子型抗靜電劑，高分子型抗靜電劑亦可稱為長久性抗靜電劑，它不會(huì)像低分子型抗靜電劑那樣水洗后或長時(shí)間使用后便喪失其導(dǎo)電性。高分子型抗靜電劑的主要品種有：聚醚型、季氨鹽型、磺酸型、酸的接枝共聚物、離子型。主要生產(chǎn)廠家有日本的三洋化成、住友精化、住友科學(xué)工業(yè)、工業(yè)制藥，瑞士的汽巴精化、科萊恩，美國的威科、大湖等。高分子型抗靜電劑的添加量是低分子型抗靜電劑的5-15倍，同時(shí)還要考慮其與樹脂的相容性從而選擇適用的相容劑，因受到成本的制約使其應(yīng)用受到一定限制。國內(nèi)目前主要是低分子型抗靜電劑，代表性的廠家有杭州塑料研究所、北京市化工研究院等。
2、碳系填充型
這一系列的填充物主要是導(dǎo)電炭黑、石墨和碳纖維，制成品的體積電阻率為102-109Ω·cm。其中炭黑填充是主流，炭黑填充型導(dǎo)電聚合物之所以被廣泛采用，其一是因?yàn)閷?dǎo)電炭黑價(jià)格較為低廉；其二是因?yàn)樘亢谀芨鶕?jù)不同的導(dǎo)電性需求有較大的選擇余地，它的制成品的電阻值可在102-109Ω之間的寬廣范圍內(nèi)變化；其三是導(dǎo)電性持久、穩(wěn)定；因此是理想的抗靜電材料。但是它的制成品只有黑色，并對(duì)材料性能影響較大，需要配套改性技術(shù)。
3、金屬填充型
這類導(dǎo)電塑料主要用于電磁波屏蔽場合。近年來由于集成電路和大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化電子機(jī)器已從工業(yè)用向民用品發(fā)展。為了提高處理能力，使用的電子線路和元件越來越集成微型化、高速化，其信號(hào)水平減小，這使從外部侵入的電磁波與控制信號(hào)相接近。此外，電子設(shè)備也向外放射電磁波，因此很容易造成電子機(jī)器的誤動(dòng)作、圖象和聲音干擾。進(jìn)入80年代，電子機(jī)器的殼體大多采用塑料材料代替金屬。這是由于塑料作為殼體具有質(zhì)輕且強(qiáng)度高、耐腐蝕、易加工、生產(chǎn)效率高、總成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，塑料是絕緣體，對(duì)于電磁波來說，完全可以透過。因此，賦予塑料殼體電磁波屏蔽能力就成為一個(gè)有待研究的十分迫切的課題。目前，具體實(shí)施的屏蔽方法很多，大致分為在塑料表面形成導(dǎo)電層的方法和將導(dǎo)電性填料混入到塑料中制成導(dǎo)電塑料的方法兩種。不同的屏蔽方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，以往應(yīng)用較多的是鋅噴鍍和導(dǎo)電涂料法。近年來，導(dǎo)電塑料法引起了人們的興趣，這方面的研究報(bào)道很多，這是由于導(dǎo)電塑料法具有3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：①無需二次加工；②屏蔽性與成型制品一次完成(省力、經(jīng)濟(jì))；③在長期使用過程中(如震動(dòng)、濕熱環(huán)境因素下)**、可靠，不會(huì)像表面法那樣產(chǎn)生剝離和脫落現(xiàn)象。
EMI屏蔽塑料多以各種工程塑料為基材，使用的金屬填料主要是不銹鋼纖維，也有的使用黃銅短纖維、鋁片、鎳?yán)w維等。制成品的體積電阻為10-1000Ω·cm，電磁波屏蔽效果為30-60分貝。碳纖維、特種導(dǎo)電炭黑雖然不是金屬填料，但其制成品也可在電磁波屏蔽場合應(yīng)用。當(dāng)一些制品在比較苛刻的使用環(huán)境中要求具有強(qiáng)度高、體積輕、壁薄、注射成型易流動(dòng)等特點(diǎn)時(shí)，就要采用碳纖維填充的材料，目前市售的上等筆記本電腦、手機(jī)殼體材料即是采用碳纖維填充的PC／ABS合金。
黃銅短纖維填充的復(fù)合體系具有優(yōu)異的電磁波屏蔽效果，卻難以滿足實(shí)用化提出的阻燃、低比重、良好的制品外觀等要求；鎳及鍍鎳石墨纖維雖也具有優(yōu)異的電性能，但由于價(jià)格昂貴而限制了其使用性；碳纖維、特種導(dǎo)電炭黑填充的復(fù)合體系屏蔽效果較差，適用性受到限制；不銹鋼纖維的直徑一般為6―10μm，填加10％左右即可滿足實(shí)際應(yīng)用中要求的電性能，由于填加量少，因此對(duì)復(fù)合體系的物理機(jī)械性能影響較小，是理想的EMI屏蔽塑料填充材料。