Nhựa có dẫn điện không? Trong một thời gian rất dài, sự khác biệt giữa kim loại và nhựa rất rõ ràng và dễ nhớ: kim loại dẫn điện, còn nhựa thì không. Tuy vậy, cho đến nay, người ta thừa nhận rằng thực tế có nhiều sắc thái hơn như vậy bởi vì trong một số điều kiện, các polyme có thể dẫn điện. Hãy cùng chúng tôi khám phá câu hỏi "Nhựa có dẫn điện không?" và tìm hiểu về những vấn đề xung quanh đó!
Đọc thêm: Masterbatch là gì? Ứng dụng như thế nào?
Nhựa dẫn điện
1. Nhựa có thể dẫn điện không?
Tính dẫn điện của Nhựa
Nhựa được phân loại là vật liệu cách điện có điện trở suất bề mặt điển hình là 1016 - 1017 ohms/sq. Chất dẻo dẫn điện hiện có trên thị trường là vật liệu tổng hợp của nhựa nền cách điện và chất độn dẫn điện hoặc chất gia cố. Độ dẫn điện đạt được thông qua một mạng lưới các hạt hoặc sợi dẫn điện.
Đối với nhựa dẫn điện, ba phạm vi dẫn điện khác nhau được xác định:
- Vật liệu tổng hợp tiêu tan
- Vật liệu tổng hợp dẫn điện
- Vật liệu tổng hợp che chắn ESD
2. Nhựa dẫn điện
Liệu nhựa có thể dẫn điện không? Câu trả lời là CÓ. Trên thực tế, một số loại nhựa có thể dẫn điện.
2.1. Nhựa dẫn điện là gì?
Nhựa dẫn điện hay chính xác hơn là polyme dẫn điện nội tại (ICP) là các polyme hữu cơ dẫn điện. Chúng là những vật liệu được chế tạo chứa đầy các chất phụ gia dẫn điện để đạt được một mức điện cụ thể. Các hợp chất như vậy có thể có tính dẫn điện kim loại hoặc có thể là chất bán dẫn. Ưu điểm lớn nhất của polyme dẫn điện là khả năng xử lý của chúng, chủ yếu bằng cách phân tán. Polyme dẫn điện nói chung không phải là nhựa nhiệt dẻo, nghĩa là chúng không thể điều nhiệt.
Theo truyền thống, điều này được thực hiện thông qua việc sử dụng chất độn carbon, chẳng hạn như muội than, than chì và các nguyên tố dẫn điện khác. Nhựa dẫn điện thường nằm trong khoảng từ E4 đến E12, làm cho vật liệu này chỉ là vật liệu bán dẫn.
Nhưng, giống như polyme cách điện, chúng là vật liệu hữu cơ. Chúng có thể mang lại tính dẫn điện cao nhưng không thể hiện tính chất cơ học tương tự như các polyme thương mại khác. Các tính chất điện có thể được tinh chỉnh bằng cách sử dụng các phương pháp tổng hợp hữu cơ và kỹ thuật phân tán tiên tiến.
2.2. Vì sao sử dụng nhựa dẫn điện
Nhựa dẫn điện cho thấy tiềm năng lớn trong các vật liệu chống tĩnh điện và chúng đã được tích hợp vào màn hình và pin thương mại. Nhiều nghiên cứu cho thấy chúng cũng có triển vọng sử dụng trong pin mặt trời hữu cơ, mạch điện tử in, điốt phát sáng hữu cơ, bộ truyền động, điện sắc, siêu tụ điện, cảm biến hóa học, mảng cảm biến hóa học, cảm biến sinh học, màn hình trong suốt linh hoạt, tấm chắn điện từ và khả năng thay thế cho vật liệu trong suốt phổ biến.
Một ứng dụng khác của nhựa dẫn điện là sử dụng cho lớp phủ hấp thụ vi sóng, đặc biệt là lớp phủ hấp thụ radar trên máy bay tàng hình. Polyme dẫn đang nhanh chóng thu hút được sự chú ý trong các ứng dụng mới với các vật liệu ngày càng dễ gia công hơn, các tính chất vật lý và điện tốt hơn và chi phí thấp hơn.
Đặc biệt, các dạng polyme dẫn có cấu trúc nano mới với diện tích bề mặt cao hơn và khả năng phân tán tốt hơn. Các báo cáo nghiên cứu cho thấy rằng các polyme dẫn điện có cấu trúc ở dạng sợi nano và bọt biển nano cho thấy các giá trị điện dung được cải thiện đáng kể so với các polyme không có cấu trúc nano.
2.3. Khi nào nên sử dụng nhựa dẫn điện?
Nhựa dẫn điện có hai công dụng cơ bản trong thiết kế sản phẩm. Đầu tiên là đóng vai trò thuận lợi trong chế tạo cơ điện và thứ hai là đóng vai trò làm tiêu những tĩnh điện không mong muốn khỏi máy. Khi đưa ra quyết định, điều quan trọng là phải xem xét các thuộc tính cần thiết để vận hành thành công.
Ví dụ: Hầu hết các ứng dụng xử lý phương tiện giấy đều yêu cầu một tập hợp các thuộc tính chính trong các thành phần của chúng, chẳng hạn như độ bền xé, Hệ số ma sát (COF) và độ cứng. Mặc dù kim loại có thể cung cấp mức độ dẫn điện cao, nhưng vật liệu này rất có thể sẽ không cung cấp đủ COF để hoạt động bình thường. Vì lý do này, nhựa dẫn điện thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm các thiết bị y tế, hệ thống chế biến thực phẩm, quân sự & quốc phòng, và một số ứng dụng công nghiệp.
Tính linh hoạt này cho phép các nhà thiết kế tự do thiết kế những gì họ hình dung, dựa trên các yêu cầu về vật liệu, độ phức tạp của bộ phận và nhu cầu về khối lượng.
Đọc thêm:
- Những điều bạn cần biết về phụ gia chống tĩnh điện cho nhựa
- Tổng quan về phụ gia chống tĩnh điện
3. Tại sao nhựa không thể dẫn điện?
Nhựa, thường được gọi là polyme nhân tạo, là vật liệu có thể tạo khuôn mềm dẻo và đàn hồi. Một số polyme tổng hợp đã được tạo ra với tính dẫn điện tuyệt vời để sử dụng làm chất dẫn điện. Tuy nhiên, phần lớn các chất dẻo thể hiện khả năng cách điện đáng kể và là chất dẫn nhiệt kém vì chúng vừa là chất cách điện vừa cách nhiệt.
Hãy xem xét một số yếu tố sau:
3.1. Điện trở suất cao
Điện trở của vật liệu đối với dòng điện chạy qua nó được đo bằng điện trở suất của nó. Ohm-mét (Ωm) được sử dụng để đo điện trở. Điện trở suất trong chất cách điện cao, với các giá trị trong khoảng mà nó có thể. Dưới đây là các mức điện trở suất của một số loại nhựa:
- Chất chống cháy ASA/PC – 14 1015 Ohm.cm
- ABS/PC pha trộn 20% sợi thủy tinh - 16 1015 Ohm.cm
- CA Cellulose Acetate - 12 1015 Ohm. cm
- Nhiệt độ cao ABS - 16 1015 Ohm.cm
Các phân tử nhựa được liên kết với nhau để các electron của nguyên tử bị chiếm hoàn toàn. Kết quả là nhựa thiếu các electron tự do có thể di chuyển xung quanh và dẫn điện.
3.2. Độ dẫn nhiệt thấp
Độ dẫn nhiệt thường thấp đối với tất cả các chất cách điện. Điều đó có nghĩa là chất cách điện làm cho nhiệt khó truyền qua chúng. Dòng điện không thể dễ dàng đi qua nhựa vì các electron ở đó tĩnh và không chuyển vùng.
3.3. Thành phần cấu tạo
Phần lớn nhựa là polyme hữu cơ, có nghĩa là chúng bao gồm carbon, hydro và thường là một số nguyên tố bổ sung (clo trong PVC, oxy, nitơ trong nylon, v.v.). Nhựa có thể được đúc thành nhiều dạng khác nhau nhờ các chuỗi nguyên tử dài kết hợp với nhau một cách độc đáo để tạo ra chất rắn dẻo. Trong khi một số polyme nhất định là nhiệt rắn, chỉ có thể được hình thành một lần, thì một số khác là nhựa nhiệt dẻo, có thể được nung nóng và đúc lại nhiều lần.
3.4. Sự cố điện áp
Nhựa không mang điện do điện áp đánh thủng hoặc độ bền điện môi của vật liệu. Bất kỳ chất cách điện nào cũng sẽ dẫn điện nếu chịu điện áp quá cao. Khi tiếp xúc với điện áp cao, một số vật liệu, bao gồm cả nhựa, sẽ mất đi tính chất cách điện. Sự thay đổi này xảy ra ở một điện áp được gọi là điện áp đánh thủng. Đối với chất cách điện, có nhiều mức điện áp đánh thủng.
3.5. Các ứng dụng
Một số polyme được sử dụng làm chất cách nhiệt, chẳng hạn như vách nhựa vinyl và cốc cà phê xốp. Khả năng cách điện của nhựa cũng giúp ích cho việc quấn dây điện; ví dụ, băng keo điện thường được sản xuất từ một loại nhựa gọi là nhựa vinyl. Đặc tính của nhựa như một chất cách điện cũng làm cho nó trở nên lý tưởng để đóng gói các linh kiện điện tử.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây, một số loại nhựa đã được phát triển có chủ đích để hoạt động như chất dẫn điện. Polyacetylene và polypyrrole chỉ là hai ví dụ về polyme gần đây được tạo ra có chủ đích để hoạt động như chất dẫn điện.
4. Lời kết
Nhựa có dẫn điện không? Do các polyme hữu cơ tạo nên nhựa, chúng được coi là chất dẫn điện kém. Để một dòng điện đi qua một vật liệu, phải có các electron tự do hoặc các ion tích điện. Tuy nhiên, vẫn có một số loại nhựa dẫn điện được tạo ra với các ứng dụng đặc biệt.
Nếu bạn muốn biết thêm chi tiết về sản phẩm filler masterbatch nói riêng, cũng như các loại masterbatch khác của chúng tôi, vui lòng điền vào biểu mẫu này hoặc liên hệ với chúng tôi qua email / số điện thoại. Chúng tôi rất sẵn lòng trả lời mọi câu hỏi và thắc mắc về sản phẩm của bạn!