전도성 첨가제를 활용한 폴리우레탄 전도성 향상 기술

화학적 조성상 고무, 폴리우레탄, 실리콘을 포함한 대부분의 엘라스토머는 천연 절연체입니다. 소재 제조 공정에 전도성 첨가제를 포함시키면 이러한 소재의 전기 전도성을 향상시킬 수 있습니다. 폴리우레탄의 경우 전도성 첨가제 사용으로 반도체 소재가 만들어집니다. 사용되는 화학 기술의 세부 사항이 전도성 수준과 소재가 갖게 될 물성을 결정합니다. 이번 글에서는 폴리우레탄을 전기적으로 전도성 있게 만드는 기술, 제품 설계에 전도성 폴리우레탄을 적용하는 이점, 그리고 이 엔지니어링 소재의 최종 용도 응용 분야를 다룹니다.

모든 전도성이 동일하게 만들어지지 않는다

반도체 폴리우레탄을 만드는 전통적인 방법 중 하나는 카본 블랙 사용입니다. 카본 블랙은 특히 유류 기반 연료의 불완전 연소로 생성됩니다. 화학적으로 카본 블랙은 전기적으로 전도성인 결정 격자 구조의 탄소 분자로 이루어져 있습니다. 카본 블랙은 폴리우레탄 화학에 도입될 때 불활성이어서 기존 몰딩 공정에 쉽게 포함될 수 있습니다. 이 방식에서는 고체 카본 블랙 입자가 폴리우레탄 매트릭스에 둘러싸여 고정됩니다. 카본 블랙이 폴리우레탄을 전도성 있게 만드는 목표는 달성하지만, 몇 가지 원치 않는 문제도 발생시킵니다:

• 전도성 균일성 부족 - 액체 폴리우레탄 혼합물에서 카본 블랙 고체가 침전되면서 중력 방향으로 집중됩니다. 결과적으로 소재의 전도성이 균일하지 않게 되며, 제품이 마모됨에 따라 전도성이 변화합니다.
• 자국 남김 - 작동 중 폴리우레탄 내 카본 블랙이 다른 소재와 접촉하면 연필심처럼 접촉면 표면에 자국을 남깁니다. 이는 자국이 원치 않는 결과를 초래할 수 있는 미디어 핸들링 응용 분야에서 문제가 됩니다.
• 환경 오염 - 카본 블랙으로 만든 폴리우레탄 제품이 마모되면 카본 블랙을 고정하던 소재 매트릭스가 무너지면서 탄소 분자가 환경으로 방출됩니다. 이 원치 않는 이물질은 전기적 또는 기계적 장치에 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.

MPC의 Durethane® C는 특허받은 금속염 기술을 사용하여 카본 블랙이 야기하는 문제 없이 반도체 폴리우레탄을 만듭니다. 우리는 경화 전 제어된 환경에서 액체 폴리머에 전도성 요소를 용해시킴으로써 이를 구현합니다. 이 공정은 전도성 요소가 폴리우레탄 혼합물 전체에 균질하게 분산되도록 보장합니다.

혼합물 내에서 폴리우레탄 분자는 전도성 요소와 전기화학적 상호작용을 하며, 이는 캐스팅 공정 내내 유지됩니다. 이 공정은 폴리우레탄의 견고한 물성을 유지하면서 전도성 소재를 만듭니다.

전도성 폴리우레탄 사용 시기

반도체 폴리우레탄은 정전기 축적 방전이나 전기적 충전 전달에 이상적입니다. 첫 번째 경우, 마찰 발생으로 기계 작동 중 정전기 축적이 발생할 수 있습니다. 제어되지 않으면 정전기 축적이 방전되어 민감한 전자기기를 손상시키거나 사용자 경험을 저해할 수 있습니다. 전도성 폴리우레탄은 설계에 포함되어 정전기 축적을 안전하고 효과적으로 접지로 방전시킬 수 있습니다. 전도성 폴리우레탄은 우수한 물성과 전기적 충전 전달이 필요한 전기기계 메커니즘에서도 핵심 역할을 할 수 있습니다.

결론

반도체 폴리우레탄은 정전기를 발생시키거나 충전 전달이 필요한 조립체나 메커니즘에서 핵심 역할을 할 수 있습니다. 제품 설계 시 소재 결정을 내릴 때는 성공적인 작동에 필요한 물성뿐만 아니라 소재의 수명도 고려해야 합니다. 제품 설계에 소재 지원이 필요하시면 Durethane® C 기술 개요를 여기에서 다운로드하거나 아래 Durethane® C 소재 데이터시트에 접근해 보세요.