Noir de carbone : améliorer la conductivité dans les plastiques

Le noir de carbone est l'un des additifs traditionnels utilisés pour créer des matériaux conducteurs. Étant donné que la plupart des polymères, tels que les caoutchoucs, les silicones et les polyuréthanes, sont des isolants naturels, l'incorporation de noir de carbone conducteur dans la matrice du matériau peut renforcer les niveaux de résistivité et la performance. Dans cet article, nous examinerons de plus près le noir de carbone, ses avantages et inconvénients, ainsi que d'autres additifs conducteurs employés dans les polymères comme le Durethane® C.

Qu'est-ce que le noir de carbone conducteur ?

Le noir de carbone résulte de la combustion incomplète de produits pétroliers lourds, notamment les carburants à base d'huile. Chimiquement, il présente un réseau de molécules de carbone de type cristallin qui rend ce matériau électriquement conducteur. Par conséquent, le noir de carbone est couramment utilisé comme additif conducteur pour des matériaux tels que les plastiques, les peintures et les adhésifs. Les niveaux de résistivité varient généralement entre 10^-1 et 10¹² ohm-cm, selon la chimie employée et les propriétés physiques que le matériau possédera. Dans le cas des polyuréthanes, l'utilisation de noir de carbone aboutit normalement à des matériaux semi-conducteurs.

Quand utiliser le noir de carbone conducteur

Le noir de carbone conducteur est parfois utilisé dans les plastiques pour modifier leurs propriétés mécaniques et électriques. Comme mentionné brièvement ci-dessus, la plupart des polymères sont des matériaux isolants qui ne conduisent pas l'électricité. Dans certaines applications, l'incorporation de noir de carbone dans la matrice du matériau peut atteindre la performance souhaitée, telle que la conductivité, le blindage électromagnétique (EMI) et la décharge électrostatique (ESD). Par conséquent, le noir de carbone peut se trouver dans des applications mécaniques telles que la manipulation de papier et de médias, la robotique et les dispositifs médicaux où la dissipation de l'accumulation statique ou le transfert d'une charge électrique peut être requis. Cette combinaison peut réduire significativement les pannes mécaniques et éviter des dommages graves au produit ou à l'utilisateur.

Bien que le noir de carbone atteigne l'objectif de rendre les matériaux électriquement conducteurs, il peut également créer des problèmes indésirables, notamment l'uniformité de la conductivité, des marques indésirables et l'émission de molécules de carbone ou de débris dans l'environnement. Par exemple, les applications de déplacement de papier emploient souvent l'utilisation de noir de carbone dans leurs produits pour dissiper l'accumulation statique. Cependant, lorsque le produit chargé en carbone entre en contact avec le papier, il peut laisser des marques, un peu comme écrire sur du papier avec un crayon. Cela est généralement problématique dans les applications de manipulation de médias, où les marques peuvent causer des résultats indésirables.

Noir de carbone comparé à d'autres additifs conducteurs

Il existe de nombreuses façons de rendre les polymères conducteurs. Chez MPC, nous avons développé une technologie brevetée de sels métalliques pour créer le Durethane® C, qui élimine les problèmes créés par l'utilisation de noir de carbone. Nous y parvenons en dissolvant les additifs conducteurs dans le polymère liquide, avant le durcissement du matériau. Ce processus assure une dissipation homogène des éléments conducteurs dans le mélange de polyuréthane. Pour en savoir plus sur la conductivité des polyuréthanes, téléchargez notre aperçu conducteur ou cliquez sur la bannière ci-dessous.

Lors de la prise de décisions matérielles dans la conception de produits, il est important de considérer le niveau de résistivité, les propriétés physiques et l'esthétique pour une conception de produit réussie. Si vous recherchez une assistance de fabrication pour votre conception de produit conducteur, n'hésitez pas à nous contacter ici avec vos exigences de conception.