高伝導性コンパウンド

プラスチックは他の素材に比べて多くの利点を持っていますが、用途によっては導電性の低さがその利点を打ち消してしまうことがあります。特に爆発の危険性がある環境、電子部品の包装や取り扱い、無線信号の送信などでは、導電性の欠如により故障や重大な機能障害が引き起こされる可能性があります。静電気が発生する危険性もあります。

また非導電性プラスチックが火花によって放電すると、溶剤または粉塵と空気が混合した爆発性の大気に引火する可能性があります。そのため、これらの用途では非導電性プラスチックを導電性にする必要があります。

典型的な用途

このような場合でも、電気抵抗を下げて導電性を大幅に高められる特定の材料を添加することにより、プラスチックの長所を活かすことができます。例えばPEの電気抵抗を10 ^ 16オームから10 ^ 4オーム以下に下げると導電性になり、アースをとることで静電気の発生を確実に防げます。高導電性化合物は燃料電池のバイポーラプレートの材料として使用されています。

コンパウンディング要件

このような固有の特性は、非常に厳しい要件に正確に準拠した混練により達成されます。導電性は室温でも高温の動作条件下でも保証されなければなりません。添加されるカーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、炭素繊維は、信頼性の高い導電性ネットワークを形成するためにその複雑な構造を維持し、極めて均一に分布している必要があります。使用されるポリマーはできるだけ分解を避ける必要があり、さらに混合物の架橋性も要求されることがあります。

時に相反するこれらの要件を制御するには洗練された技術が必要ですが、ブッス・ニーダーはこうした特に要求の厳しい材料の混練においてその能力を繰り返し証明してきました。そのために中心的な役割を果たすのは 、精密な温度制御に対応した適度で均一なせん断速度です。溶融ゾーンではポリマー成分に負担をかけることなく必要最大限のエネルギーが放散されます。導電剤は高いフォールディング率により最短のプロセス長で最適に配分されます。プロセスの下流側で適切な導電性繊維の追加、分離、封入が行われることにより、最大繊維長と導電性ネットワークでの役割に求められる特性が維持されます。このようにして、最も狭いプロセスウィンドウや最高の粘度においても最適な特性プロファイルが達成できます。

二段階式のブッス・ニーダーシステムでは混練ステップと昇圧ステップは常に分離しているため、それぞれを個別に最適化できます。さらにブッス・ニーダーのヒンジ式ハウジングは、迅速なアクセスと高いシステム可用性を保証します。ブッスの広範なプロセスの専門知識とシステム全体をモジュール化した柔軟性の高い設計により、ブッス・ニーダーは高導電性コンパウンドの混練の厳しい要求にも対応する優れた投資効果をもたらす選択肢です。

Nanotube carbon structure of highly conductive compounds

高伝導性コンパウンド用の典型的な工場設計

ブッスのコンパウンディングシステムは以下の具体的なメリットをもたらします

  • 2つの独立したステップで最適化された混練および加圧
    ブッス・ニーダーでの混練と押出ユニットでの加圧を分けることで、両ステップの効率的な最適化を実現しています。この混練システムでは常に温度を一定に制御しながら、低圧、低温での混練に加え最適な条件でのペレット化を可能にしています

  • 強力な分配混練
    ブッス・ニーダーは、スクリューの回転と軸方向の往復動により、伸長流や多数のせん断界面、クロスチャネルミキシングを生成して、強力な分配混練を実現しています。

  • 混練サイクル数の多さ
    種々のスクリュー羽根の選択が可能な新型混練機COMPEOでは、では、より多くの混練サイクルを実現しました。独自の新しいスクリューデザインにより、多数のストライエーションを形成し、極めて短いプロセス長で混練を行い、混合材料の分離、再混合を最大限に行います。

  • ポリマーやカーボンブラックなどの高度に構造化されたフィラーへの損傷を抑制
    ブッス・ニーダーの均一で適度なせん断速度が、制御されたせん断と低温のプロファイルを実現し、カーボンブラックなどの高度に構造化されたフィラーファイバー構造への応力を他のシステムと比較して大きく低減しました。これにより機械的、電気的性質や流動特性が改善し、高価な配合成分の消費を抑えることができます。

  • 1つのスクリュー構成でさまざまな配合や吐出量に対応
    1つのスクリュー構成でさまざまな配合のプロセスに対応することは簡単ではありませんが、ブッス・ニーダーの往復動スクリュー技術はこの点でも大変定評があります。これは、多くの他のシステムと比較してプロセス長が通常、半分と短くなっていることや、調整可能な適度なせん断力、スクリュー構成の高い柔軟性によるものです。

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