ESD Kunststoffe

Kunststoffe schaffen Sicherheit

Röchling bietet eine umfangreiche ESD-Werkstoff-Palette • Im Physikunterricht ist es ein beliebtes Experiment durch Reibung Kunststofffolien elektrostatisch aufzuladen. Auch in vielen Industriezweigen können sich durch Reibung Anlagenteile elektrostatisch aufladen. Bei Entladung dieser Spannungen können Menschen gefährdet oder in brand- oder explosionsgefährdeten Bereichen Stäube und Gase durch Überschläge entzündet werden. Auch für elektromagnetische Störungen an empfindlichen Geräten können statische Aufladungen die Ursache sein. Elektrisch leitfähige und antistatische Kunststoffe können hier Abhilfe schaffen.

Kunststoffe mit definierten elektrisch leitenden Eigenschaften können elektrostatische Ladungen kontrolliert und dauerhaft ableiten. Einsatz finden sie in vielen Industriebereichen: Beispiele sind die Elektronik- und Halbleiterindustrie, der Lüftungs-, Ventilatoren- und Pumpenbau, Medizintechnik, Chemie- und Pharmaindustrie, Getreidemühlen und weitere Industrien, in denen Schüttgüter Staub erzeugen, beim Umgang mit brennbaren Flüssigkeiten und Gasen z.B. an Tankstellen, auf Flughäfen und Gasanlagen, die Papierindustrie, Gewebe- oder Folienherstellung oder etwa der Bergbau. Die Röchling Produktpalette bietet aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaftsprofile ein Höchstmaß an Sicherheit für diese Anwendungen.

Erreicht eine Entladung in explosionsgefährdeten Bereichen, sogenannten EX-Zonen, die erforderliche Zündenergie, so kann es zu einer Funkenentladung und somit zur Entzündung der explosiven Stoffe kommen. Abgeleitet aus dem französischen „ATmosphère EXpolsive“ bildet die europäische ATEX-Richtlinie 94/9/EG das Regelwerk für den Einsatz von Komponenten und Systemen in explosionsgefährdeten Bereichen.

Der Mensch nimmt elektrostatische Entladungen erst oberhalb von 3.000 Volt als kurzen elektrischen Schlag wahr. Bauteile, die in der Elektronik- und Halbleiterindustrie zum Einsatz kommen, sind wesentlich empfindlicher. Schon Entladungen von deutlich weniger als 100 Volt können sensible Bauelemente (ESDS= Electrostatic Discharge Sensitive Devices) beeinflussen oder sogar zerstören. Die Folge ist eine nachhaltige Schädigung oder der sofortige Ausfall des Bauteils. Materialien, die mit derart empfindlichen elektronischen Bauteilen in Berührung kommen, müssen daher über elektrisch ableitende Eigenschaften verfügen.

Die Röchling High Performance Plastics-Gruppe bietet für Branchen, die Anforderungen an die elektrische Leitfähigkeit von Kunststoffen stellen, eine breite Palette von technischen und Hochleistungskunststoffen. Neben ihren „klassischen“ Eigenschaften, wie hervorragender chemischer Beständigkeit, sehr guter Gleitfähigkeit oder hoher Abriebbeständigkeit, schwerentflammbarer oder selbstverlöschender Einstellung oder Eignung für den Einsatz bei höheren Temperaturen, verfügen sie auch über eine definierte elektrische Eigenschaft - von antistatisch bis leitfähig.


Produktprogramm - ESD-Kunststoffe

Polystone® PPs EL

  • Polypropylen (PP)
  • schwerentflammbar ausgerüstet
  • elektrisch leitfähig
  • chemikalienbeständig
  • als gepresste oder extrudierte Platten
  • extrudierten Platten auch mit Polyester-Stretchkaschierung auf der Rückseite
  • NEU!

Polystone® PPs EL GK

  • wie Polystone® PPs EL
  • Kaschierung mit Glasgestrick, verbessert Verklebbarkeit für Einsatz bei hohen Temperaturen (bis zu 90° Celsius)

Polystone® G-schwarz EL

  • Polyethylen (PE)
  • elektrisch leitfähig
  • chemikalienbeständig
  • als gepresste oder extrudierte Platten
  • extrudierten Platten auch mit Polyester-Stretchkaschierung auf der Rückseite, ermöglicht die
  • Verklebung mit anderen Materialien

Polystone® M (PE-UHMW), Polystone® D (PE-HD)

  • gepresste Platten
  • erhältlich als antistatische AST-
  • und elektrisch leitfähig –EL-Ausführung

Polystone® PVDF EL

  • elektrisch leitfähiges PVDF
  • besonders chemikalienbeständig
  • hohe Dauergebrauchstemperatur

SUSTAPEI ESD 60, SUSTAPEI ESD 90 (PEI)

  • elektrisch leitfähige (bzw. elektrostatisch ableitende) PEI auf Basis von Carbon-Nanotubes oder anderen Additiven
  • hohe Steifigkeit und Festigkeit
  • hohe Oberflächenhärte
  • für breites Temperaturspektrum geeignet

SUSTAPEEK ESD 60 (PEEK)

  • elektrostatisch leitfähiges PEEK auf Basis von Carbon-Nanotubes
  • geringer Partikelabrieb im Vergleich zu ruß- oder graphitgefüllten ESD-Werkstoffen
  • hohe Festigkeit, Steifigkeit und Härte
  • sehr gute Chemikalienbeständigkeit
  • sehr gute Dimensionsstabilität
  • schwer entflammbar und selbstverlöschend
  • hohes Gleitvermögen und Abriebfestigkeit
  • hohe Wärmeformbeständigkeit
  • extrem hohe Dauergebrauchstemperatur

SUSTAPEEK CF 30 (PEEK)

  • elektrostatisch leitfähiges, kohlefasergefülltes PEEK
  • ausgezeichnete Steifigkeit und Festigkeit über einen breiten Temperaturbereich, hohe Härte
  • sehr gute Chemikalienbeständigkeit
  • hervorragende Dimensionsstabilität
  • schwer entflammbar und selbstverlöschend.
  • hohe Wärmeformbeständigkeit
  • extrem hohe Dauergebrauchstemperatur

SUSTAPVDF ESD 60 (PVDF)

  • elektrostatisch leitfähiges PVDF
  • ausgezeichnete Zähigkeit bei mittlerer Steifigkeit und Festigkeit
  • sehr gut chemikalienbeständig
  • schwer entflammbar, selbstverlöschend
  • hohe Dauergebrauchstemperatur

SUSTAMID 6 ESD 60 (PA 6)

  • elektrostatisch leitfähiges PA 6
  • sehr gutes Gleitvermögen
  • hohe mechanische Festigkeit

SUSTAMID 6G ESD 90 (PA 6 G)

  • elektrostatisch ableitendes PA 6 G
  • sehr gutes Gleitvermögen
  • hohe mechanische Festigkeit
  • als Halbzeug und als formpolymerisiertes Fertigteil lieferbar

SUSTARIN C ESD 60 (POM)

  • elektrostatisch leitfähiges POM Copolymer
  • sehr gutes Gleitvermögen
  • gute Kombination aus Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit
  • geringe Feuchtigkeitsaufnahme
  • hohe Dimensionsstabilität

SUSTARIN C ESD 90 (POM)

  • elektrostatisch ableitendes POM Copolymer
  • vermindertes Kontaminationsrisiko, da ruß- und graphitfrei
  • gute Zähigkeit bei mittlerer Steifigkeit und Festigkeit
  • geringe Feuchtigkeitsaufnahme
  • hohe Dimensionsstabilität

SUSTARIN C ESD 90 PLUS (POM)

  • elektrostatisch ableitendes POM Copolymer
  • Oberflächenwiderstand im Vergleich zum SUSTARIN ESD 90 nochmals reduziert und in engeren Grenzen (107 bis 109 Ohm)
  • vermindertes Kontaminationsrisiko, da frei von Ruß und Graphit
  • gute Zähigkeit bei mittlerer Steifigkeit und Festigkeit

 

Isolationsverhalten

Das Isolationsverhalten eines Werkstoffes wird definiert durch den Widerstand, den er einem durch ihn fließenden elektrischen Strom entgegensetzt. Der Durchgangswiderstand berücksichtigt lediglich den Strom, der durch das Werkstoffinnere fließt und schließt den an der Oberfläche fließenden Anteil aus. Der Oberflächenwiderstand der zwischen zwei auf der Oberfläche des Werkstoffes aufgesetzten Elektroden gemessen wird berücksichtigt auch einen Teil des im Inneren fließenden Stroms.

Für die Beurteilung der Eignung eines Werkstoffes für eine ESD-Anwendung (ESD = Electro Static Dissipation) eines Werkstoffes ist der Oberflächenwiderstand die wichtigere der beiden Kenngrößen, da er die elektrostatische Auf- und Entladung eines Materials maßgeblich beeinflusst. Bei der Auswahl ist sicher zu stellen, dass das verwendete Material nicht elektrostatisch aufladbar ist, also der Oberflächenwiderstand weniger als 109 Ω beträgt.

Der Oberflächenwiderstand lässt sich grundsätzlich in drei Widerstandsbereiche unterteilen:

Elektrostatisch leitfähig

Werkstoffe mit Oberflächenwiderständen kleiner 106 Ω sind elektrostatisch leitfähig. Diese Materialien sind in der Lage aufgebrachte Ladungsträger in kürzester Zeit abzuleiten. Aufgrund der sehr niedrigen Entladungszeit sind leitfähige Materialien nicht für alle ESD-Anwendungen geeignet, da die hier auftretenden Spannungsspitzen insbesondere zu einer Schädigung elektrostatisch sensibler Elektronikbauteile führen können.

Elektrostatisch ableitend oder dissipativ

Als elektrostatisch ableitend oder dissipativ werden Werkstoffe bezeichnet, deren spezifischer Oberflächenwiderstand 106 Ω bis 1012 Ω beträgt. Diese Werkstoffe sind in der Lage aufgebrachte Ladungsträger in einer definierten Zeit abzuleiten. Eine Aufladung dieser Werkstoffe ist nur begrenzt möglich. Werkstoffe mit einem Oberflächenwiderstand kleiner 109 Ω sind nicht aufladbar.

Isolierend

Materialien mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand größer als 1012 Ω werden als isolierend bezeichnet. Isolatoren besitzen eine sehr geringe Leitfähigkeit. Aus diesem Grund verweilen aufgebrachte Ladungsträger sehr lange auf der Oberfläche dieser Materialien und fließen nur langsam ab. Aufladungen von vielen tausend Volt sind so problemlos möglich. Isolierende Werkstoffe sind für ESD -Anwendungen ungeeignet.

Durchgangswiderstand

Eine weitere elektrostatische Materialkenngröße ist der Durchgangswiderstand. Einhergehend mit einer Reduzierung des Oberflächenwiderstandes wird im Rahmen der Modifizierung eines Werkstoffes oftmals auch der Durchgangswiderstand gesenkt. Für eine Vielzahl von Anwendungen ist der Durchgangswiderstand ohne Bedeutung.

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