1. Преглед одпроводна гума
1.1 Дефиниција и карактеристике
Проводљива гума је посебан гумени материјал са високом електричном проводљивошћу. Додавањем проводних пунила (као што су чађа, метални прах, итд.) у гумену матрицу, цео композитни материјал има добру проводљивост.
У поређењу са обичном гумом, проводна гума има следеће изузетне квалитете:
- Поседује изванредне проводне квалитете. Отпор запремине може да достигне 10-3-10-6 Ω·цм, што је довољно за широк спектар проводљивих примена.
- Чува врхунске механичке квалитете гуме, укључујући њену затезну чврстоћу, флексибилност и отпорност на хабање.
- Може успешно да блокира електромагнетно зрачење и има одличан ефекат електромагнетне заштите.
- Антистатик: спречава накупљање и експлозију статичке енергије.
- Флексибилан производни поступак који је једноставан за формирање и производњу.
- Цена је релативно мала и прикладна за широку употребу.
1.2 Главне компоненте
- Гумена матрица: силикон, нитрил, природна гума и тако даље.
- Чађа, проводна влакна, метални прах (бакар, алуминијум, сребро, итд.) су примери проводног пунила.
- Додатни пратећи материјали: пластификатор, средство за умрежавање, средство за вулканизацију итд.
Да би се задовољили различити захтеви примене, може се направити неколико варијанти проводљиве гуме варирањем типова и количина горе наведених материјала.
1.3 Процес производње
- Мешање: Комбинујте проводљиво пунило, гумену матрицу и све помоћне компоненте темељно.
- Калупљење је процес пресовања или екструдирања мешавине у облике као што су листови, профили итд.
- Вулканизација: Да би се побољшали механички квалитети, обликовани комади се подвргавају високотемпературној вулканизацији и унакрсном повезивању.
- Накнадна обрада: ад хоц секундарна обрада, као што је лепљење, сечење итд.
2. Класификација проводне гуме
2.1 Класификација према проводном механизму
2.1.1 Тип унутрашње проводљивости
Када се врхунски проводљиви полимерни састојци директно уграде у гумену матрицу, резултат је проводљива гума која је суштински проводљива. Ова класа материјала, која укључује проводљиве полимере као што су полифенилен и полипирол, има високу инхерентну проводљивост. Помоћу проводљивости коњуговане везе, они су у стању да остваре проток струје.
Иако ова врста проводне гуме поседује јаку антистатику и високу електричну проводљивост, њени механички квалитети су слаби, а употреба је ограничена.
2.1.2 Тип проводљивости допинга
Допирана проводљива гума је направљена уградњом проводних пунила у гумену матрицу и коришћењем проводних својстава пунила да би се остварила проводљивост целокупног композитног материјала. Често се користе проводна пунила укључујући проводна влакна, метални прах и чађу.
Ова врста проводљиве гуме има високу електричну проводљивост, супериорну управљивост и одличне механичке квалитете гуме. Ова врста проводне гуме се најчешће користи.
2.1.3 Мешовити тип проводљивости
Проводљива гума са мешовитим типом проводљивости меша допиране и инхерентне типове проводљивости.
Он даје предност супериорној проводљивости природно проводљивих полимера и побољшава укупну проводљивост додатком проводних пунила. Ова врста проводљиве гуме има изузетно добре перформансе у целини и нуди предности и унутрашње и допиране проводљивости.
Примена је ограничена, цена је скупа, а процес производње је компликован.
2.2 Класификација према пунилу
2.2.1 Тип испуњен угљеником
Чађа, угљенична влакна, графит и други угљенични материјали се користе као проводна пунила у проводној гуми напуњеној угљеником. Ова врста пунила је јефтина, једноставна за комбиновање и дистрибуцију и није корозивна за гумену матрицу.
Примери су производи као што су проводна гума од угљеничних влакана и проводна гума од чађе. Иако је ова врста проводљиве гуме јефтина и идеална за употребу у великим размерама, њени квалитети проводљивости су често слаби.
2.2.2 Тип пуњеног металом
Метални прах (као што је бакар, алуминијум, сребро, итд.) се користи као проводљиво пунило у проводној гуми испуњеној металом. Одлична електрична проводљивост је карактеристика металних материјала, што може значајно повећати укупну електричну проводљивост.
Иако је цена овог облика проводљиве гуме скупа и гумена матрица брзо кородира, она нуди одличну електричну проводљивост. Типични су проводљива бакарна гума у праху, проводљива сребрна гума у праху и други слични предмети.
2.2.3 Друге врсте пуњења
Мали проценат проводних гума такође укључује алтернативна проводна пунила, као што је проводни керамички прах, проводна влакна итд., поред пунила на бази метала и угљеника.
Свако од ових пунила има јединствене квалитете, а ви можете изабрати онај који најбоље одговара захтевима ваше конкретне примене. Међутим, генерално, нема много простора за примену.
3. Особине проводне гуме
3.1 Проводна својства
Најзначајнија метрика перформанси за проводну гуму је проводљивост. Следеће карактеристике углавном представљају проводљивост:
- Волуменска отпорност може задовољити потребе већине проводљивих апликација; обично је у опсегу од 10-3-10-6 Ω·цм.
- Површински отпор: Обично мањи од 106 Ω, може успешно зауставити накупљање статичког електрицитета.
- Ефекат заштите: Има способност да ефикасно одбија електромагнетно зрачење, са ефектом заштите од 20–60 дБ.
- Стабилност проводљивости: Проводне перформансе незнатно варирају са варијацијама температуре и влажности околине.
- Врста и концентрација проводног пунила и гумене матрице који се бирају одређују квалитет електричне проводљивости.
Проводљива гума се може направити тако да одговара различитим захтевима примене пречишћавањем рецептуре и производног поступка.
3.2 Механичка својства
- Проводљива гума има изванредне механичке квалитете и велику електричну проводљивост.
- Затезна чврстоћа: обично између 2 и 10 МПа, што задовољава захтеве за уобичајени процес производње и примене.
- Издужење: Обично 100–500%, са јаком способношћу деформације и флексибилношћу.
- Тврдоћа: променљива у зависности од потреба апликације; обично пада између 30 и 90 Схоре А.
- Отпорност на хабање: Супериорна од обичне гуме, погодна за ситуације у којима је потребна отпорност на хабање.
Тајна гарантовања механичких квалитета проводљиве гуме је у одржавању разумне контроле над формулом и процесом.
3.3 Прилагодљивост животне средине
- За разлику од обичне гуме, проводљива гума мора да задовољи одређене стандарде прилагођавања околини.
- Отпорност на високе и ниске температуре: Често може да толерише температуре између -40 и 150 степени, а неке јединствене ставке имају способност да премаше 60200 степени.
- Отпорност на хемијску корозију: Отпоран је на неколико супстанци, укључујући уља, киселине и алкалије.
- Отпорност на временске услове: Способност да издржи старење узроковано озоном, УВ зрачењем и другим елементима.
- Отпорност на пламен: Квалитети адитива, као што је успоривач пламена, могу се побољшати.
4.Поља примене проводне гуме
4.1 Електронска и електроиндустрија
Проводљива гума је најшире коришћена у електронској и електричној индустрији, углавном се користи за:
Електромагнетна заштита
Електростатичко пражњење
Кондуктивна веза
Прекидач на додир итд.
као што су дугмад на додир, заптивке за уземљење, проводне заптивке и слично у електронским уређајима као што су рачунари, телевизори и мобилни телефони.
4.2 Војне и ваздухопловне области
Следе неке значајне употребе проводне гуме у ваздухопловној и одбрамбеној индустрији:
Електромагнетна заштита за радарску и комуникациону опрему
Заштита од електростатичког пражњења и удара грома
Печати свемирских летелица итд.
Може да задовољи строге стандарде у ваздухопловној и војној индустрији за прилагодљивост околини и поузданост перформанси.
4.3 Медицинска и здравствена индустрија
Проводљива гума се широко користи у медицинским и здравственим областима, углавном за:
Заштита од статичког електрицитета за медицинску опрему
Проводне подне простирке у операционим салама
Проводни делови опреме за рехабилитацију итд.
Често се користи у медицинским уређајима и опреми за рехабилитацију због своје јаке биокомпатибилности и могућности чишћења.
4.4 Остале области
Поред горе наведених главних примена, проводна гума се такође широко користи у:
Кондуктивно уземљење енергетске опреме
Електростатичко пражњење и ЕМЦ заштита у аутомобилској индустрији
Проводни подови у индустрији декорације зграда, итд.
5. Тренд развоја проводне гуме
5.1 Примена нових пунила
Нова проводна пунила као што су графен, угљеничне наноцеви, проводни полимери, итд. постепено заузимају место традиционалних као што су метални прах, чађа, итд. Ова нова пунила могу додатно побољшати перформансе проводне гуме јер су побољшала механичке, електричне, и прилагодљивост животне средине.
5.2 Пројектовање композитних конструкција
Данашња строга подешавања примене више не могу бити задовољена једним проводљивим пунилом, а дошло је и до помака ка комбиновању бројних пунила. На пример, комбинована употреба угљеничних наноцеви, чађе, графена и металног праха може у потпуности искористити предности различитих пунила и створити ефикаснију проводљиву гуму.
5.3 Тренд функционалне интеграције
Пут развоја проводне гуме је ка мултифункционалној интеграцији. Поред изузетне проводљивости, поседује и додатна својства укључујући самоизлечење, заштиту и апсорпцију таласа. Сложени захтеви савремене електронске опреме могу се боље испунити овом врстом функционалне интеграције.
5.4 Побољшање еколошких перформанси
Проводљива гума се развија у правцу заштите животне средине и разградљивости у тандему са растућом свешћу о заштити животне средине. Будући развој проводне гуме вероватно ће се у великој мери фокусирати на побољшање рециклирања производа коришћењем еколошки прихватљивих сирових састојака и производних техника.