Mejora de la Conductividad del Poliuretano con Aditivos Conductivos

Debido a su composición química, la mayoría de elastómeros —incluyendo cauchos, poliuretanos y siliconas— son aislantes naturales. La conductividad eléctrica puede mejorarse incluyendo aditivos conductivos en el proceso de fabricación. En el caso de los poliuretanos, el uso de aditivos conductivos resulta en materiales semiconductores. Los detalles de la química empleada determinarán el nivel de conductividad y las propiedades físicas del material. En este artículo discutimos tecnologías para hacer poliuretanos eléctricamente conductivos, beneficios de incluirlos en el diseño de producto y aplicaciones finales para estos materiales diseñados.

No Toda Conductividad es Igual

Uno de los métodos tradicionales para crear poliuretanos semiconductores incluía el uso de negro de carbón (carbon black). Este resulta de la combustión incompleta de combustibles, particularmente basados en aceite. Químicamente, es una red de moléculas de carbono tipo cristal eléctricamente conductoras. El negro de carbón es inerte en la química del poliuretano, facilitando su inclusión en procesos de moldeo tradicionales. En este método, las partículas sólidas de negro de carbón quedan rodeadas y retenidas por la matriz de poliuretano. Aunque logra hacer conductivo el poliuretano, puede crear problemas:

• Uniformidad de la Conductividad — Al asentarse los sólidos de negro de carbón en la mezcla líquida, tienden a concentrarse en la dirección de la gravedad. El material resultante no tendrá conductividad uniforme; a medida que el producto se desgasta, experimentará cambios en la conductividad.
• Deja Marca — Durante el funcionamiento, cuando el negro de carbón en el poliuretano contacta con otros materiales, deja marcas en la superficie, similar a una mina de lápiz. Problemático en aplicaciones de manipulación de medios donde estas marcas causan resultados no deseados.
• Se Queda Demasiado Tiempo — Al desgastarse productos de poliuretano con negro de carbón, la matriz que lo retiene cede, liberando moléculas de carbono al entorno. Este residuo no deseado puede causar problemas graves en dispositivos eléctricos o mecánicos.

La tecnología Durethane® C de MPC emplea sales metálicas patentadas para crear poliuretanos semiconductores sin los problemas del negro de carbón. Disolvemos los elementos conductivos en el polímero líquido en un entorno controlado, antes de curar el material. Esto asegura que los elementos conductivos se disipen homogéneamente en la mezcla.

Dentro de la mezcla, las moléculas de poliuretano mantienen una interacción electroquímica con los elementos conductivos a través del proceso de colada. Esto crea materiales conductivos que mantienen las robustas propiedades físicas de los poliuretanos.

Cuándo Utilizar Poliuretanos Conductivos

Los poliuretanos semiconductores son ideales para disipar acumulación estática o transferir carga eléctrica. En el primer caso, la acumulación electrostática puede ocurrir en operaciones mecánicas por fricción. Si no se controla, puede generar descargas que dañen electrónica sensible o alteren la experiencia del usuario. Los poliuretanos conductivos pueden incluirse en el diseño para llevar la acumulación estática a tierra de forma segura y eficaz. También juegan un papel clave en mecanismos electromecánicos que requieren propiedades materiales superiores y transferencia de cargas eléctricas.

Conclusión

Los poliuretanos semiconductores pueden jugar un papel clave en ensamblajes o mecanismos que generan estática o requieren transferencia de carga. Al tomar decisiones de materiales en el diseño de producto, es importante considerar las propiedades físicas requeridas para una operación exitosa, así como la vida útil del material. Si busca asistencia de materiales para su diseño, descargue nuestra visión general de tecnología Durethane® C o acceda a nuestra hoja de datos de material Durethane® C a continuación.