Ziel der Entwicklung
In vielen Anwendungen von Kunststoffen ist zur Vermeidung elektrostatischer Aufladung oder zur elektrischen Abschirmung eine gewisse elektrische Leitfähigkeit erforderlich. Im Projekt wurde untersucht, wie die notwendige Menge an leitfähigen Additiven (Carbon Nanotubes: CNT) gegenüber herkömmlichen Compounds erheblich reduziert werden kann. Durch vorteilhafte Ausbildung von leitfähigen Netzwerken mit faserförmigen Füllstoffen in einem Mehrphasensystem, sowie Nutzung des Konzepts der doppelten Perkolation wird das elektrische und mechanische Eigenschaftsprofil wesentlich verbessert. Während üblicherweise die leitfähigen Partikel gleichmäßig in der gesamten Matrix verteilt sind, werden diese in den neuartigen Materialien nur in einem geringen Volumenanteil des Compounds mit ähnlicher Konzentration eingelagert.
Vorteile und Lösungen
Mit Hilfe der entwickelten Technologie gelingt es, die gewünschte elektrische Leitfähigkeit von 10-7 bis 10-5 1/O bei PP-Spritzgussartikeln bereits mit CNT-Gehalten unter 2 Prozent zu erzielen. Gegenüber herkömmlichen leitfähigen Compounds kann der Einsatz von CNT um über 60 Prozent reduziert werden. Die erreichten Leitfähigkeiten gewährleisten den Einsatz im Bereich des optimalen ESD (Elektrostatische Entladung) -Schutzes, bei dem elektrische Ladungen innerhalb von Millisekunden abgeleitet werden können. Die entwickelten Materialien könnten insbesondere für mittelständische Unternehmen zur Reduzierung der Einsatzmenge an Carbon-Nanotubes oder als Ersatz für rußgefüllte Compounds außerordentlich interessant sein. Durch bessere physikalische Eigenschaften des Verbundwerkstoffes ergeben sich neue Einsatzmöglichkeiten, können teure Materialien ersetzt oder durch neue Bauteilegeometrien die notwendige Materialmenge reduziert werden.
Zielgruppe und Zielmarkt
Das im Rahmen des Projektes erarbeitete materialspezifische und technologische Know-how kann auf ein breites Spektrum von Anwendungen im Bereich elektroaktiver Kunststoffe übertragen werden und bietet deshalb erweiterte Möglichkeiten zur Bearbeitung einer Vielzahl von konkreten industriellen Problemstellungen. Es ist geplant die erarbeiteten Erkenntnisse und Erfahrungen im Rahmen weiterer FuE-Projekte mit Ausrichtung auf elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und verbesserte Wärmeleitfähigkeit zu nutzen.