导电塑料在电子电气行业的应用

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关于导电塑料电位器的应用研究

关于导电塑料电位器的应用研究

关于导电塑料电位器的应用研究
导电塑料电位器是一种新型的电位器,具有导电性能和塑料材料的特点,可以在电子设备中替代传统的金属电位器。

它具有体积小、重量轻、耐腐蚀、易加工等特点,广泛应用于电子产品、汽车电子、航空航天等领域。

本文将对导电塑料电位器的应用进行研究。

一、导电塑料电位器在电子产品中的应用
1. 消费电子产品:导电塑料电位器常用于手机、平板电脑、相机等消费电子产品中的音量调节、屏幕亮度调节等功能。

相比传统金属电位器,导电塑料电位器具有体积小、重量轻的优势,可以节省空间并提高产品的便携性。

2. 家电产品:导电塑料电位器广泛应用于家电产品中的温控、亮度调节等功能。

空调中的温度调节旋钮、电视机中的亮度调节旋钮等都采用了导电塑料电位器,使得操作更加方便灵活。

3. 计算机及外设产品:导电塑料电位器常用于计算机主机箱、键盘等产品中的音量调节、屏幕亮度调节等功能,提供了更加方便的操作体验。

二、导电塑料电位器在汽车电子中的应用
1. 导航系统:导航系统中的音量调节可以采用导电塑料电位器,提供更加灵活便捷的调节方式。

导电塑料电位器具有耐腐蚀的特点,能够适应汽车内部复杂的工作环境。

2. 音响系统:汽车音响系统中的音量调节旋钮、音量开关等功能可以采用导电塑料电位器,提供更加精确的音量控制和更长的使用寿命。

3. 汽车仪表盘:导电塑料电位器可以用于汽车仪表盘上的亮度调节旋钮、背光调节旋钮等功能,提供更加便捷的操作。

导电塑料电位器具有广泛的应用前景,在电子产品、汽车电子、航空航天等领域具有重要的应用价值。

随着科技的不断发展,导电塑料电位器将会不断改进和创新,为各行各业提供更好的选择。

不同表面电阻率导电塑料的应用

不同表面电阻率导电塑料的应用

不同表面电阻率导电塑料的应用导电塑料是一种具有导电性能的塑料材料,其应用广泛且多样化。

不同表面电阻率的导电塑料在各个领域都有其独特的应用。

本文将从不同表面电阻率导电塑料的分类和特性入手,探讨其在各个领域的应用。

一、低表面电阻率导电塑料的应用低表面电阻率导电塑料的表面电阻率一般在10^-4~10^0 Ω/sq之间,具有优异的导电性能。

这种导电塑料主要应用于以下几个方面:1. 静电防护领域:低表面电阻率导电塑料作为静电防护材料,广泛应用于电子元器件、集成电路、显示器件等静电敏感设备的包装和运输中。

它可以有效地排除静电电荷,防止设备损坏。

2. 电磁屏蔽领域:低表面电阻率导电塑料在电磁屏蔽领域具有重要应用。

它可以用于制造电子设备的外壳、电磁屏蔽罩等部件,有效地屏蔽外界电磁波的干扰,提高设备的抗干扰性能。

3. 电热器件领域:低表面电阻率导电塑料可以制成电热器件,如加热板、加热管等。

其优异的导电性能可以将电能转化为热能,广泛应用于加热、保温等领域。

二、中等表面电阻率导电塑料的应用中等表面电阻率导电塑料的表面电阻率一般在10^0~10^3 Ω/sq之间,具有中等的导电性能。

这种导电塑料主要应用于以下几个方面:1. 触摸屏领域:中等表面电阻率导电塑料广泛应用于触摸屏的制造中。

触摸屏的导电层一般采用导电塑料材料,其导电性能直接影响触摸屏的灵敏度和精度。

2. 柔性电子领域:中等表面电阻率导电塑料具有良好的柔韧性和可塑性,适用于制造柔性电子产品,如可弯曲的显示屏、可折叠的电子设备等。

3. 静电涂层领域:中等表面电阻率导电塑料可以制成静电涂层,广泛应用于电子元器件的防静电处理。

静电涂层可以有效地消除或减小静电电荷的积聚,防止设备受到静电干扰。

三、高表面电阻率导电塑料的应用高表面电阻率导电塑料的表面电阻率一般在10^3~10^13 Ω/sq之间,具有较高的电阻性能。

这种导电塑料主要应用于以下几个方面:1. 防雷领域:高表面电阻率导电塑料具有良好的绝缘性能和较高的电阻性能,适用于制造防雷设备和绝缘材料。

导电塑料用途

导电塑料用途

导电塑料用途导电塑料是一种特殊的塑料材料,具有导电性能,可以在电子、电气和通信等领域中广泛应用。

它的导电性能使其成为替代传统金属材料的理想选择,具有重要的经济和环境效益。

导电塑料可以用于制造电子元器件和电路板。

在电子设备的制造过程中,导电塑料可以作为基板材料,用于连接和支持电子元器件。

与传统的硅材料相比,导电塑料具有更低的成本和更好的机械性能,可以满足高密度电路板的需求。

此外,导电塑料还可以用于制造电容器、电阻器和电感器等电子元器件,为电子设备的功能性能提供支持。

导电塑料还可以用于制造导电膜和导电涂层。

导电膜是一种薄膜材料,具有良好的导电性能和透明性,广泛应用于触摸屏、显示屏和太阳能电池等领域。

导电涂层是一种薄膜涂层,可以在非导电材料的表面形成导电层,用于防静电、屏蔽电磁干扰和提高材料的导电性能。

导电膜和导电涂层的制备过程简单,成本低廉,可以实现大规模生产,满足市场需求。

导电塑料还可以用于制造导电橡胶和导电粘合剂。

导电橡胶是一种具有导电性能的弹性材料,可以用于制造密封件、垫片和防护罩等应用。

导电橡胶具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,可以在恶劣环境下长期稳定工作。

导电粘合剂是一种具有导电性能的胶粘剂,可以用于粘接导电材料和非导电材料,实现电子元器件的连接和固定。

导电橡胶和导电粘合剂的使用可以提高电子设备的可靠性和稳定性。

导电塑料还可以用于制造防静电材料和防雷击材料。

防静电材料具有抗静电、导电和屏蔽电磁干扰的功能,可以保护电子设备免受静电损害。

防雷击材料具有良好的导电性能和耐电磁辐射性能,可以抵御雷电和电磁辐射对设备的破坏。

导电塑料的使用可以提高电子设备的安全性和可靠性。

导电塑料具有广泛的应用前景。

它可以用于制造电子元器件和电路板,制备导电膜和导电涂层,制造导电橡胶和导电粘合剂,以及制造防静电材料和防雷击材料。

导电塑料的使用不仅可以降低成本、提高效率,还可以减少对有限资源的依赖,对环境保护具有积极意义。

随着科技的不断进步和应用领域的扩大,导电塑料必将在未来发展中发挥更加重要的作用。

塑料制品的电子性能和导电材料应用

塑料制品的电子性能和导电材料应用

塑料制品的电子性能和导电材料应用1. 前言在当今社会,塑料作为一种广泛使用的材料,以其独特的轻便、耐用、成本低等优点在各个领域中发挥着重要的作用。

特别是近几十年来,随着科学技术的不断发展,塑料的电子性能和导电性能得到了广泛关注和研究。

本文将详细探讨塑料制品的电子性能以及导电材料在其中的应用。

2. 塑料的电子性能2.1 导电性塑料通常被认为是一种不良导电材料,然而在某些特定条件下,某些塑料材料却能表现出较好的导电性。

例如,聚苯胺、聚噻吩等共轭聚合物,它们具有较好的电子迁移率和导电性,可以用于制备导电涂层、透明导电膜等。

2.2 绝缘性塑料作为一种良好的绝缘材料,在电子器件中有着广泛的应用。

例如,聚乙烯、聚丙烯等非极性塑料具有较好的绝缘性能,常用于电缆的绝缘层。

同时,某些聚合物如聚酰亚胺,具有极高的热稳定性和良好的绝缘性能,可应用于高温环境下的绝缘场合。

2.3 半导体性除了导电性和绝缘性,塑料还具有半导体性能。

共轭聚合物如聚苯胺、聚噻吩等,其电导率介于导体和绝缘体之间,可以应用于传感器、有机发光二极管等领域。

3. 导电材料在塑料制品中的应用3.1 导电填料的添加为了改善塑料的导电性能,通常需要在塑料中添加导电填料。

常用的导电填料包括碳黑、石墨、金属粉末等。

通过控制填料的种类、粒径、含量等因素,可以调节塑料的导电性能,满足不同应用场景的需求。

3.2 导电涂层和导电膜利用导电塑料制备的涂层和膜,可以应用于电磁屏蔽、抗静电等领域。

例如,将导电聚合物涂覆在塑料制品表面,可以形成抗静电涂层,减少静电的积累。

3.3 传感器和有机电子器件塑料基底由于其轻便、成本低、易于加工等优点,在传感器和有机电子器件领域具有广泛的应用前景。

例如,将敏感元件制备在塑料基底上,可以实现对环境因素的监测。

同时,塑料基底还可以应用于有机发光二极管、有机太阳能电池等器件。

4. 总结本文对塑料制品的电子性能和导电材料应用进行了分析。

通过调控塑料的导电性、绝缘性和半导体性能,可以应用于导电涂层、导电膜、传感器等众多领域。

国内导电塑料母料的加工和应用

国内导电塑料母料的加工和应用

国内导电塑料母料的加工和应用导电塑料母料是指通过添加导电材料,在塑料基体中形成导电性能的高聚物母料。

近年来,随着物联网、智能家居等技术的快速发展,导电塑料母料已经成为一种广泛应用于电子、电器、通信、航空航天等领域的基础材料。

在国内,目前导电塑料母料的加工和应用正在不断拓展和完善。

一、导电塑料母料的制备技术1. 合成法合成法是导电塑料母料制备的一种重要方法。

该方法是通过单体的化学反应,合成出具有导电性能的高分子材料。

合成法主要有聚合反应法和共聚反应法两种。

聚合反应法是利用单体间化学键的形成,将单体逐个相互连接成高分子。

其中,利用离子聚合和自由基聚合得到的高分子,导电性能较优秀。

共聚反应法是利用两种或两种以上的单体反应生成高分子的反应过程。

经过研究发现,聚苯乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物在加入碳黑后具有很好的导电性能。

2. 填充法填充法是在高分子基质中添加导电填料来增强材料的导电性能。

在填充体系中,填料的含量影响着塑料材料的导电性能。

目前各种填充剂中,碳黑和金属填料是两种主要的导电填料。

碳黑填充剂的优势在于制备简单,不会对塑料基体的原材料及加工性能产生影响。

而由于金属填充剂导致的高崩裂强度和可调的导电性,近年来也已经受到了越来越多的关注。

二、导电塑料母料的应用领域1. 电子电器领域导电塑料母料在电子电器领域中的应用非常广泛。

它们可用于制造高密度电子线路板、电解电容、电阻片和热敏电阻。

同时,导电塑料母料也可应用于手机、平板电视、计算机、制冷电子元件等各种电器产品的外壳和导电部件的制造。

2. 通讯设备领域在通讯设备领域,导电塑料母料可以用于制造各种天线、导电薄膜、接头和连接器等元件,以及手机、电视和电脑等设备的塑料外壳和塑料结构件。

3. 资源环境领域导电塑料母料还可以应用于环境保护领域,如制造导电抗菌塑料板、导电塑料袋、导电塑料阀门等,这些产品可以应用于医用器械、矿井照明、船舶设备等很多领域。

三、导电塑料母料的市场前景由于驱动着智能家居、物联网、电动汽车、新能源等行业的快速发展,导电塑料母料市场的需求正在不断增加。

导电塑料材料

导电塑料材料

导电塑料材料
导电塑料材料是一种具有导电性能的塑料材料,它能够在保持塑料材料轻便、柔软和耐腐蚀性的同时,具备良好的导电性能,因此在电子、通讯、航空航天等领域得到了广泛的应用。

首先,导电塑料材料的导电性能主要来源于其内部添加了导电填料,如碳黑、金属粉末等。

这些导电填料能够形成导电网络,使得塑料材料具备了一定的导电性能。

而且,通过控制导电填料的添加量和分布方式,可以调控导电塑料材料的导电性能,从而满足不同领域对导电性能的要求。

其次,导电塑料材料具有良好的加工性能,可以通过注塑、挤出、压延等工艺制备成各种形状的制品,从而满足不同场合的使用需求。

而且,导电塑料材料还可以与其他塑料材料或者金属材料复合使用,形成导电塑料复合材料,从而拓展了其在工程领域的应用范围。

此外,导电塑料材料还具有良好的耐腐蚀性能和机械性能,能够在恶劣的环境条件下保持稳定的导电性能和使用性能,因此在航空航天、汽车、电子产品等领域得到了广泛的应用。

总的来说,导电塑料材料是一种具有良好导电性能、加工性能和耐腐蚀性能的塑料材料,它在电子、通讯、航空航天等领域具有重要的应用价值。

随着科技的不断发展,导电塑料材料的性能和应用范围将会得到进一步拓展,为各个领域的发展提供更加可靠的材料支持。

导电防静电工程塑料方案

导电防静电工程塑料方案

导电防静电工程塑料方案一、引言随着电子产品和信息技术的飞速发展,电子产品的应用范围越来越广,人们对电子产品的要求也越来越高。

同时,由于静电的存在,对电子产品的保护和防静电工作也变得越来越重要。

导电防静电工程塑料作为一种新型的材料,在电子产品领域得到了广泛的应用。

本文将探讨导电防静电工程塑料的相关知识,并提出相应的方案。

二、导电防静电工程塑料的概述导电防静电工程塑料是一种将导电剂与塑料基体相结合的新型材料。

它具有导电性和防静电性,可以有效地降低静电对电子产品的影响,同时具有良好的加工性能和机械性能。

导电防静电工程塑料可以广泛应用于电子产品壳体、连接器、电源适配器、线缆等领域。

根据导电防静电工程塑料的不同导电方式,可以将其分为两种类型:一种是导电填料型,另一种是合金型。

导电填料型工程塑料是在塑料基体中添加导电剂,如碳黑、金属颗粒等,使得塑料具有导电性。

这种类型的导电防静电工程塑料成本低,但导电性能较差,且填料会对塑料的性能产生一定的影响。

合金型导电防静电工程塑料是将导电剂与塑料基体进行合金化,使塑料具有导电性。

这种类型的导电防静电工程塑料导电性能好,对塑料的性能影响小,但成本相对较高。

三、导电防静电工程塑料的应用范围导电防静电工程塑料的应用范围非常广泛,主要包括以下几个方面:1. 电子产品外壳:导电防静电工程塑料可以用于制造各种电子产品的外壳,如手机壳、笔记本电脑壳等,可以有效地防止静电积聚,保护电子产品的正常运行。

2. 连接器:导电防静电工程塑料可以用于制造各种连接器,如USB接口、HDMI接口等,可以防止静电对连接器的影响,保证连接器的正常传输功能。

3. 电源适配器:导电防静电工程塑料可以用于制造电源适配器的外壳,可以有效地防止静电影响,保护电源适配器的正常工作。

4. 线缆:导电防静电工程塑料可以用于制造各种电子产品的线缆,可以防止静电对线缆的干扰,保证传输质量。

四、导电防静电工程塑料的方案导电防静电工程塑料的方案是根据具体的应用需求来确定的,主要包括以下几个方面:1. 材料选择:导电防静电工程塑料的材料选择是非常重要的。

2023年导电塑料行业市场需求分析

2023年导电塑料行业市场需求分析

2023年导电塑料行业市场需求分析导电塑料(Conductive Polymers)是一种能够导电的聚合物材料,具有良好的导电性、阻抗、光学性能、化学稳定性等特点。

由于其优良的性能,导电塑料在许多领域得到了广泛的应用,包括电子、光电、航空航天、医疗等行业,市场需求十分巨大。

一、市场需求概况目前,全球导电塑料市场规模已经达到了60亿美元以上,其中亚太地区导电塑料市场规模最大。

据预测,未来几年导电塑料市场将继续保持快速增长。

二、应用领域需求分析1.电子行业随着电子技术的不断发展,电子产品的应用范围越来越广,导电塑料在电子行业中被广泛应用。

导电塑料可以作为电子产品中的封装材料、电路板、导线等,具有良好的导电性能和热稳定性,广泛应用于手机、电脑、电视、数码相机等电子产品的制造过程中。

2. 光电行业在光电领域,导电塑料也被广泛应用于制作光电器件,如有机发光二极管(OLED)、有机电晕放射器、柔性显示屏等。

导电塑料具有良好的光学性能和导电性能,可以制作出更加柔软、轻盈、透明的光电器件。

3. 电池行业导电塑料可以应用于电池领域中的正极材料和负极材料的制造,同时还可以用于电池隔膜、集电器等。

导电塑料具有良好的导电性能和化学稳定性,可以提高电池的性能和可靠性。

4. 医疗行业在医疗领域中,导电塑料也被广泛应用于医疗器械的制造。

例如,导电塑料可以制作出高质量的心脏起博器、人工肝脏等医疗器械,具有良好的生物相容性、导电性能和热稳定性。

三、市场发展趋势1. 新材料技术的发展为了适应市场和技术需求的不断提高,导电塑料行业将不断推出新材料,具有更加优良的导电性能、光学特性、机械性能等。

2. 产业链的完善未来,导电塑料行业将更加注重产业链的完善,包括原材料的生产、中间产品的制造、成品的加工和销售等环节的完善。

这将有助于提高行业的区别化竞争能力和整体利润水平。

3. 应用领域的不断扩大随着导电塑料技术的不断提高及应用领域的不断扩大,导电塑料市场需求将持续增长。

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导电塑料在电子电气行业的应用塑料已逐渐被选为电子元件的基体材料。

在这类应用中设计者们希望找到能够释放静电荷而且能够屏蔽电磁能的热塑性材料。

因此,美国通用电气公司先进材料/LNP 部的Jay Amarasekera 博士认为,所要面临的挑战是如何使原本绝缘的热塑性塑材料转变为具有抗静电性、防静电性、电磁干扰/无线电干扰屏功能或具有以上综合性能的产品。

塑料本身就是非常好的绝缘体。

固有的电绝缘性使塑料能够保持住静电荷,但无法屏蔽电磁干扰/无线电频率干扰(EMI/RFI )。

最近,塑料已逐渐被选作为电子元件的基体材料,例如,制造电子计算机或其它消费品。

由于塑料具有较高设计灵活性、质轻、可着色以及成本低等优点,正逐渐成为金属的替代品。

因此,人们所面临的挑战是如何使原本绝缘的热塑性材料转变为具有抗静电性或防静电性或EMI/RFI 屏蔽性能或具有以上综合性能的产品。

控制发热对于维护电子产品的可靠性和延长寿命是至关重要的。

广泛使用的冷却方法对于分散器件产生的热量是很有效的,此类方法包括电风扇、金属或陶瓷吸热器、管材和扩展器等。

随着人们对笔记本电脑、掌上电脑和其它便携式设备小型化的呼声越来越高,设计者们开始把目光投向具有创新性的散热方法,通过设计灵活、轻质导热的塑料来解决。

电子工业协会(EIA )标准第541条根据塑料对静电释放(ESD )和抗电磁/无线电频率干扰(EMI/RFI )能力的不同,将导电塑料进行了分类。

表面电阻在105~1012欧/平米之间、导电性较低的材料具有较好的静电荷释放能力,用作抗静电产品。

表面电阻小于105 欧/平米的塑料可以用作EMI/RFI 屏蔽材料(图1)。

导电填料通过填加导电填料、添加剂或两者的混合物可以使塑料具有导电性,从而使其具有防静电或抗电磁/无线电干扰的能力。

高比表面的填料(其长径比大于1)添加量在达到形成导电网络的最低量时,导电性足够满足要求,且保持材料的基本性能和表面光滑。

通常使用的是纤维状填料,包括碳纤维、金属纤维和涂覆金属的纤维,还有其它类型的填料,如碳粉和金属薄片等。

最近,研究的重点放在了纳米碳纤维的应用上,因为只要很少添加量即可获得较高的导电性,而且保持塑料特性。

图1:导电图谱--表示在不同塑料表面的表面电阻率,分别为 抗静电表面、防静电表面(ESD )和电磁/无线电干扰(EMI/RFI )表面。

电阻率越低,则导电性愈强。

图2:抗静电塑料广泛用 于需要释放静电的领域,如媒体驱动器尽管有很多导电填料可以选择,但是所选择的填料最终要取决于不同应用的需要。

在某些防静电的应用中,制造商需要塑料是透明的,因此所使用的添加剂或填料应该与聚合物基体的折光指数相匹配。

在电脑芯片和硬盘包装材料的应用中,原器件制造商(OEM )需要导电塑料要具有低离子富集性,因此所用的填料应没有离子渗出,其它杂质也须控制在最低水平。

另外,这些塑料的导电性和可加工性还依赖于所用挤出机的加工方法、螺杆的构造、剪切力和加工温度。

下面主要介绍,使用不同化学表面活性剂和碳纤维、碳粉、碳纳米管和上述纤维组合之类的填料赋予塑料导电性,尤其是在电气电子应用领域。

利用混合纤维系统的相互作用(或称协同性),我们可以根据不同的使用情况来控制塑料的成分,从而使其表面电阻范围和加工性能满足要求。

抗静电塑料静电是普遍存在的一种现象,我们都有过这种体会,当梳头时,头发会紧贴在一起;当触碰门把手或金属件时,有时会触电。

电荷的不断累积从而使表面产生静电。

电荷的累积通常发生在以下情况中,例如摩擦、滑动的静电影响、不导电材料的分离或一带电体对邻近的另一物体进行诱导而产生的静电场的影响。

通常在许多应用场合下,释放静电是保证器件功能正常发挥最基本的要求。

可以拿复印过程来作为一个例子。

如果复印机的零件没有正确接地以释放静电荷,那么就会发生卡纸现象。

具有抗静电性能的塑料在许多应用中正变得日益普遍,例如打印机和复印机的配件、真空吸尘器、静电喷涂机、空气清新器、计算机内构件和喷墨打印机的笔架等。

好的抗静电塑料应该具有较快的静电衰减速率。

因为媒体驱动器和储存设备需要能快速释放运行时产生的静电,所以抗静电塑料在这方面得到了广泛的应用(图2)。

发挥聚酰胺醚酯类聚合物或有机烷基磺酸盐等抗静电剂在塑料中的协同作用,是一种获得防静电性能的方法。

这种类型的聚合物不仅起到表面活性剂的作用,而且对塑料而言起到了分散部分表面电荷的抗静电剂作用。

我们发现这种化学试剂与碳纤维结合使用,可以在静电衰减特征上起到协同效果。

静电释放静电释放是电场诱导所产生的不同电势的物体之间,通过直接接触形成的电荷转移。

静电消除已成为电子工业中的一个重要的标准,尤其是在数据储存设备、芯片和计算机内构件等电子元件方面显得特别突出。

通过填加不同的导电填料可以获得不同程度的电导率。

增加导电填料的添加量可以降低电阻率,达到电荷完全或充分释放,所填加的填料有一个临界极限值。

图3中是使用一些常用填料获得的的体积电阻。

由图可见,电阻率的变化与所用填料的类型、分散和分布程度以及聚合物的体系有关。

碳粉、碳纤维图3:不同填料(含量10%)对PC-ABS 树脂体积电阻率的影响。

金属填料或金属涂层纤维可在较少添加量下获得较高的电导率图4:使用导电塑料制造 的导电芯片托盘,(电导 率由JEDEC 标准指定), 芯片托盘要求在150℃烘 烤后仍保持刚性。

等一些普通的填料都能赋予塑料电导性。

尽管碳粉成本低廉,但是在电子产品上应用时,由于这些产品容易使碳粉掉落或沉积在与塑料接触的元件上,因而并未一直受到青睐。

因此,碳纤维被广泛应用于导电塑料,尤其在电气电子上的应用。

不同供应商提供的碳纤维由于制造过程中使用的浸润剂和偶联剂不同,各自具有不同的特征。

因此,碳纤维含量相同但来源不同的塑料,会表现出不同的导电性能。

因此,导电填料的种类、加工条件和树脂体系的选择,对获得所需的表面电阻值起着至关重要的作用。

导电塑料广泛应用于电子包装,例如,芯片托盘和导电卷带, IC 芯片可装载其中从制造厂运到装配厂。

由于芯片在包装中的空间非常狭小,所以这些产品包装需要有防静电措施(图4)。

纳米碳纤维的添加量即使很少,也可获得较高的导电性,因此近年来其应用越来越广泛。

例如,含3%多壁碳纳米管(MWNT )的聚碳产品电导率与含15%碳纤维的产品相当(图5),而如果添加单壁碳纳米管(SWNT ),其含量少于1%就可达到相同的导电效果。

因为添加较少的MWNT 就可以有好的电导性,所以越来越多添加多壁碳纳米管的导电塑料被应用于电子电气工业中。

而且,它们不象含有碳粉的产品那样会发生碳粉脱落的现象。

尽管单壁碳纳米管比多壁碳纳米管有更高的导电性,但是由于它还面临着难于加工的问题,技术仍处于初期阶段。

单壁碳纳米管具有很强的范德华力并且易于成绳状。

单壁碳纳米管的解绳和在塑料基体中良好的分散性是采用单壁纳米碳管获取高电导率的关键。

电磁干扰屏蔽电磁干扰屏蔽(EMI )是许多应用领域的另一个重要特性。

在理想的环境中正常工作、没有传递或放射过量的电磁能或不受内部或外部能量影响的电子装置是处于电磁兼容状态(EMC )的。

EMI 是一种传递或放射的能量,反过来它会影响线路的功能,从而破坏设备的电磁兼容。

许多电子线路自身放射电磁干扰,或受电磁干扰影响,为了确保正常工作必须将其屏蔽起来。

电磁干扰屏蔽用塑料可以通过添加碳纤维和不锈钢纤维等高比表面的导电填料来得到。

屏蔽是通过导电媒介将电磁辐射反射、吸收或传导到地面来实现的。

引入屏蔽物后会导致电磁信号的衰减,它的衰减程度决定了屏蔽效果的好坏。

为了获得好的屏蔽效果,塑料中添加的填料要有良好的分散性和较高的添加量。

图5:不同含量的导电纤维对聚碳酸酯介质损耗的影响。

碳纳米管如多壁碳纳米管(MWNT )和单壁碳纳米管比碳纤维有着更高的导电性。

金属涂敷的填料,例如镀镍纤维或不锈钢纤维,广泛应用于电磁干扰屏蔽塑料中。

为了有效屏蔽电磁波,所使用的填料应该能从塑料基体中反射电磁辐射。

如图6所示,在这些应用中,选择长碳纤维能在聚合物基体中形成有效的网络,相对于短纤维来说是一个更好的选择。

导热塑料对于高速芯片、高速媒体驱动器和硬盘等电子装置而言,设计工程师们都开始意识到在这些系统中产生的热量。

以前的散热处理是适当设置一些风扇、散热管和铝散热器来完成的,但是如今,通过使用导热塑料这种新方法,可以使体积小发热高的电子设备有效制冷。

没有添加填料的热塑性塑料大约只有0.2 w/mK 的热传导率,而大多数导热塑料的热传导率比普遍塑料提高了10~50倍。

与电传导塑料相似,塑料的热传导性也可以通过填加不同的热传导填料来实现。

最普遍的填料是铝类陶瓷,因其价格低廉,具有各向同性热传导性(图7)。

石油沥青制成的特殊石墨纤维可以获得更高的热传导性。

与聚丙烯腈(PAN )纤维不同,沥青基碳纤维由于具有波状放射结构,从而使其具有低的导电性和高的导热性,热传导值可以达到500~1000 w/mK 。

相比之下,结构级(PAN )碳纤维的传导值小于10 w/mK 。

硼氮化合物和铝氮化合物也是普遍使用的填料,它们都属于电绝缘陶瓷填料,使用硼氮化合物粉末时,其热传导值达60~80 w/mK ,而使用铝氮化合物粉末可到达300 w/mK 。

在硬盘内部元件(图8)、笔记本电脑和其它电子设备中用风扇冷却是不切实际的,因而导热塑料在这些设备中的应用越来越普及。

这种塑料也可以作为热吸收器用于计算机基地主站等大型设备上,来保护电子元件。

挑战:如上所述,复合塑料可通过控制导热性和导电性,达到最佳性能,因此在电子电气工业中扮演着重要角色。

随着电子电气工业的发展,设计者们将面临更多挑战。

不仅是新聚合物和新填料体系创新的要求,还有它们有效组合的方式,从而获取最大利益。

Dr Jay Amarasekera ,GE Advanced Materials/LNP,475 Creamery Way, Exton, PA 19341, USA; Email: jay.amarasekera@ (完)图6:添加不同碳纤维的PC 的屏蔽效率。

添加短碳 纤维的塑料粒子纤维定向杂乱,而添加长纤维的粒子 在整个长度纤维定向良好。

部件成型时,长碳纤产品屏蔽效率提高。

图7:含氧化铝(Al2O3)填料的PPS ,热导率 随氧化铝含量的变化示意图。

陶瓷填料含量越多,热导率越高。

图8:硬盘中的旋转轴 用添加陶瓷填料的导热 塑料制成,以释放旋转所产生的热量。

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