干货满满！读懂再也不会被导电塑料供应商忽悠了！

提起塑料，大家的第一反应想必是它是很好的绝缘体，但是容易产生静电。

其实，对塑料进行一定改性加工，可使其导电性得到提升，变成“半导体”，甚至导体，就可以起到抗静电甚至导电的作用了，我们统称之为导电塑料。

一般我们用表面电阻率来表征某种材料对电流的阻抗大小，表面电阻率越小，导电性越强。导电塑料也可依此分类。

按照表面电阻率的不同，材料可以分为：

＞绝缘材料：10^12~10^15 ohm/sq

＞抗静电材料：10^10~10^12 ohm/sq

＞静电耗散材料：10^6~10^12 ohm/sq

＞导电材料：≤10^5  ohm/sq

＞电磁屏蔽材料：10^1~10^3 ohm/sq

那不同表面电阻率导电塑料性能有什么不同，又有什么作用呢？

接下来，我们就看看根据表面电阻率从大到小，分别对应的导电塑料的类别和其主要作用。

静电：因摩擦、接触分离、感应、传导、空气流动使物体表面正负电荷发生分离的一种物理现象。

● 绝缘塑料

容易产生静电，静电产生后电荷保持在物体表面，不易消散。

绝缘材料产生静电后，静电局部累积，电荷静止

静电危害

常见的静电危害为静电吸灰。另外局部静电的电位很高，容易向带异种电荷或不带电的物体放电，放电可能发生人体触电感受、敏感元器件击穿、引燃引爆等。

人体感知刺痛感电位 3000V

等于打火机电压陶瓷元件产生的瞬间电压 ，生活中一般静电瞬时电位可达上万伏

超级静电放电现象

闪电：带静电云层向地面或附近云层放电的现象，电位高达1亿伏以上，劈开一棵树什么的不在话下。

爆炸引燃：加油站或可燃性气体液体运输储存环节，如果产生静电放电，放电火花极易引起大火或爆炸。

● 抗静电塑料

可使产生的静电电荷通过材料表面和内部导电通路，快速并平均分散在整个材料中，这样一方面可以防止静电局部累积产生高电位，另一方面通过整个材料的通路使静电耗散掉。

一般防止灰尘吸附的场合会考虑抗静电级别的材料。

抗静电材料产生静电后，静电快速均匀分散到整个材料中

●静电耗散塑料

可更快速将产生的静电消除，一般电阻率为10^6~10^9 ohm/sq。这种材料会使静电更快速地传导至整个材料内部；在接地的情况下，静电会传导到地下，使材料不带电。

静电耗散塑料主要用于半导体的保护。

接地情况下，静电电荷快速导入大地

集成电路受到静电放电而发生功能丧失

脆弱的半导体，需要静电耗散塑料的保护！

敏感微电子元器件如果受到静电放电，只需80V的放电电位，就会被击穿而丧失功能。因此在半导体行业，与敏感元器件可能接触的一切物体，都需要使用具有静电耗散功能的材料。

● 导电级塑料

可以替代金属的一些功能，实现导电。其产生静电的可能性更小，同时其耗散静电的能力更强。它有三个功能：

耗散静电：与静电耗散级别的材料一样的应用场景，使用在半导体周边或者防爆的场合；

导电通路：遥控器按钮中导电通路的开关，是导电塑料的一个典型应用。

电磁屏蔽：金属可以有效地屏蔽电磁波，导电级材料可以做到相当的水平。

虽然导电塑料的导电性与金属还有4-6个数量级的差距，但你也不要小看它。

它可以作为导线点亮一个灯泡！！！

● 也许，你会说，需要导电级别的材料的话，直接用金属就好了，还费神弄什么导电塑料呢？

▷ 金属可以像抗静电材料一样防止电荷局部累积，不会因为这个问题吸附灰尘，因为金属不会摩擦起电。

▷ 金属可以像静电耗散材料和导电级材料一样快速耗散静电，保护敏感半导体元器件，因为金属具有更优异的导电性。

要是这么想，就too young  too simple了！

由于金属材料中电子可自由移动，当带电体靠近金属时，金属表面很容易发生感应起电。

即使金属接地，感应起电依然无法避免。

金属上的感应电荷，也会与接触的物体发生放电，而且在放电时可能产生比半导体材料更大的放电电流。

所以在半导体领域不能使用金属做包装；在防灰尘效果上，金属也不优于抗静电塑料。

不仅如此，导电塑料与金属比，还有其他优势：

☆ 密度更低，只有金属的1/5左右；

☆ 产品设计自由度高，可以成形复杂制件；

☆ 加工方便，制造成本低；

☆ 耐化学品性更优异；

☆ 疏水性更优；

导电塑料前世今生

塑料一直以其优异的绝缘性能，被广泛应用在我们的生活中。不过，对其导电性的研究和改性，也一直在进行中，目前至少有四类导电塑料已经被成功开发。包括：

■ 共轭导电聚合物 Conjugated conducting polymers

■ 电荷转移聚合物 Charge transfer polymers

■ 离子导电聚合物 Ionically conducting polymers

■ 导电填料/聚合物复合材料 Conductively filled polymers

1930年，第一个导电填料/聚合物复合材料被开发，并成功在防静电应用中工业化；

1975年，Wright等开发了第一个离子导电聚合物，依靠离子在特定结构的聚合物配位点定向移动实现导电。目前常用的大分子永久抗静电剂聚氧乙烯PEO就是这种离子导电聚合物，其电阻率可以做到10^4 ohm/sq。

1977年，白川英树等人用碘对聚乙炔进行掺杂,使电阻率达到10^-3 ohm/sq，相比纯聚乙炔，导电性提升了10亿倍，这是第一个共轭导电聚合物；随后一系列的共轭导电聚合物被发现，包括聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等，但是这种材料的加工困难，限制了应用。

1980年，Jerome等人首次开发了由电子受体和电子给体交替排列的电荷转移聚合物，交替组合的电子给体和受体的π轨道部分重合形成了一维的电荷转移带。包含TTF的共轭聚合物，其电阻率可以达到10^1 ohm/sq。但是这种导电塑料的加工也受限。

目前，应用最广泛的导电塑料是将导电填料或离子导电聚合物与其他聚合物复合获得。常见的导电填料包括炭黑、石墨、碳纤维、石墨烯、碳纳米管、钢纤等，而最常用的离子导电聚合物是聚醚的嵌段共聚物。

两种方案都需要实现导电助剂在聚合物中形成导电通路，最终材料的导电性与导电助剂性质、聚合物性质、加工工艺、导电网络等密切相关。

因此，我们也会遇到关于导电塑料的各种困惑。

困惑一：为什么有些导电塑料在粒子状态时表面电阻率能做到10^5 ohm/sq，而注塑成制件之后表面电阻率会飙升到10^12 ohm/sq以上呢?

这是因为，对于注塑的零件来讲，剪切会对导电助剂在聚合物基体中的分散状态造成很大影响，从而导致材料导电性不稳定。

常规导电塑料在注塑过程中，剪切作用导致部分导电通路丧失，表现出零件不同位置导电性差异很大。

因此，导电不稳定导致的导电性不均匀成了导电塑料最令人头疼的一个问题！

针对此问题，锦湖日丽材先胜团队开发了一系列导电材料，从配方、共混控制、相态控制等方面突破了导电均匀性不易控制的难题。在不同的加工工艺条件下，导电性保持稳定，即使结构复杂零件，导电性仍能控制在2个数量级以内。

材先胜®导电材料在注塑过程中，剪切作用对网络破坏小，导电通路保持，导电均匀性好

我司导电材料和竞争对手材料均匀性对比：

困惑二：一般导电塑料都是添加黑色填料，那是不是导电塑料只能是黑色的呢？

当然不是。通过选用不同导电体系，导电塑料可以实现不同颜色的配色，甚至可以做到透过率85%以上的透明塑料，其电阻率涵盖10^6-10^9ohm/sq的静电耗散级别材料和10^10-10^12ohm/sq抗静电级别材料。

困惑三：通常黑色导电塑料会因为摩擦或磨损产生黑色粉末而显得特别脏，那在洁净度要求高的场合是不是就不能使用了？

答案是否定的。锦湖日丽材先胜®开发的高洁净导电材料，可以实现磨损不掉黑色，拥有比传统导电塑料更为优异的洁净性，电阻率覆盖10^2-10^12 ohm/sq。

凭借突出的导电均匀性及其他优点，材先胜®导电塑料已经在不同领域的多个复杂零件项目上实现量产：

手机装配治具

材先胜 PC/GF ECP8014

优异的表面电阻均匀性和稳定性，稳定控制在E5-E6

芯片清洗机

材先胜 PP ECP0022

复杂的剪切条件下，电阻率稳定保持在E6-E8范围内

空气净化器静电集尘器

材先胜 ABS HFA700HT

代替金属材料，轻量化；

导电均匀性好；

疏水性好，易清洁。

真可谓：

导电塑料真奇妙，能做导线点灯泡。

质轻疏水又均匀，神奇应用真不少。