Solution conductrice PP (polypropylène) pour la production de tissus de blindage

Dans les domaines de fabrication haut de gamme tels que les non-tissés de blindage électromagnétique, les rubans conducteurs, les couches de blindage de câbles et les matériaux de protection pour les communications 5G, le polypropylène conducteur (PP) joue un rôle de plus en plus critique. Contrairement aux pièces moulées par injection ordinaires, la production de tissus de blindage implique généralement plusieurs processus, notamment le soufflage par fusion, le filage-liage, le revêtement par extrusion et le calandrage, imposant des exigences extrêmement strictes en matière de fluidité du matériau, d'uniformité conductrice et de performances de liaison thermique avec le tissu de base. En 2025, le marché mondial des polymères conducteurs thermoplastiques a atteint 5,105 milliards de dollars de ventes et devrait atteindre 7,149 milliards de dollars d'ici 2032. Le marché mondial des composés plastiques conducteurs devrait passer de 13,67 milliards de dollars en 2025 à 15,34 milliards de dollars en 2026, avec un taux de croissance annuel composé de 12,3 %, tiré par l'expansion de la fabrication de produits électroniques et la croissance. demande de protection contre les décharges électrostatiques.

En tant que principal fournisseur de matériaux à base de polypropylène, Yuyao Deyu Plastic Technology Co., Ltd. est profondément impliquée dans la technologie de modification conductrice depuis de nombreuses années. Relevant le double défi de l'industrie des tissus de blindage – « à la fois l'uniformité conductrice et la formation de parois minces » – les matériaux conducteurs de la série DGK-PP de Deyu ont formé une compétitivité technique différenciée sur le marché, avec une fluidité élevée, une résistivité de surface contrôlable et une excellente stabilité d'extrusion de film.

I. Exigences techniques pour Conducteur PP🔍 Matériaux dans la production de tissus de blindage

La fabrication des tissus de blindage (également appelés non-tissés conducteurs) suit deux processus majeurs. La première est la méthode de fusion-soufflage direct, dans laquelle les puces PP sont mélangées à un mélange maître conducteur et directement soufflées dans des bandes de fibres conductrices via un équipement de fusion-soufflage, puis calandrées thermiquement pour former des non-tissés conducteurs. Des études montrent que l'utilisation de techniques d'aiguilletage et de pressage à chaud, avec des fibres PP et des fibres PET à faible point de fusion mélangées dans un rapport 60 / 40, combinées avec des plaques composites supérieures / inférieures PP / ABS / fibres de carbone courtes (teneur en fibres de carbone 9 en poids %), donne les meilleures performances globales pour les composites non tissés à blindage électromagnétique. Le deuxième processus est la méthode de revêtement par extrusion, dans laquelle les pastilles conductrices PP sont extrudées à travers une filière en T en films conducteurs ultra-fins (épaisseur 0,02 à 0,1 mm) et directement laminées à chaud sur des tissus non tissés ou à base de PET ordinaires.

Quel que soit le procédé, quatre exigences obligatoires sont imposées au matériau conducteur PP: une faible résistance électrique pour une réflexion et une absorption efficaces des ondes électromagnétiques; indice de fusion élevé pour garantir une extrusion uniforme des films d'une épaisseur de 0,02 à 0,1 mm; un réseau conducteur stable pour éviter la casse lors du calandrage et de l'étirage; et une bonne adhérence thermique pour assurer la force de liaison avec le tissu de base. Le PP conducteur conserve les avantages des thermoplastiques (retraitabilité) tout en réalisant des fonctions de conductivité, de dissipation statique ou de blindage électromagnétique contrôlables.

II. Comparaison des itinéraires techniques pour les matériaux conducteurs PP

Dans le domaine de la production de tissus de blindage, les itinéraires techniques des PP conducteurs sont principalement divisés en trois catégories:

1. Type conducteur chargé de noir de carbone: il s'agit de la voie la plus traditionnelle, qui consiste à créer un réseau conducteur en ajoutant 15 à 25 % en poids de noir de carbone conducteur à haute structure. Les avantages sont un faible coût et une large fenêtre de traitement; Les inconvénients sont une baisse significative de l'indice de fluidité à chaud à des charges plus élevées, affectant la formation d'un film ultra-mince, et le risque de « points noirs de carbone » sur la surface affectant l'apparence. Le PRE-ELEC® PP 1396 de Premix est un produit typique à base de noir de carbone conducteur spécial, offrant une faible résistivité et d'excellentes propriétés mécaniques, facile à extruder, adapté à l'extrusion de rubans conducteurs PP. Une autre qualité de Premix, PRE-ELEC® PP 18220, est un PP conducteur flexible avec de bonnes performances à basse température et une extrudabilité facile, recommandé pour les couches de blindage semi-conductrices dans les câbles d'alimentation moyenne et haute tension, ainsi que pour les tuyaux et feuilles conductrices.

2. Type rempli de nanotubes de carbone: en utilisant le rapport d'aspect élevé (> 1 000) des nanotubes de carbone, un réseau conducteur peut être construit à de faibles charges de 3 à 8 % en poids, avec peu d'impact sur la fluidité de la matrice PP et ses propriétés mécaniques, ce qui le rend parfaitement adapté à l'extrusion de films. Le CAISHENGXIAN® EP N01 de Kumho Sunny est un PP conducteur à base de nanotubes de carbone avec un excellent équilibre entre rigidité et ténacité, une surface lisse et une conductivité supérieure.

3. Type de modification hybride: combinant du noir de carbone avec des nanotubes de carbone, du graphène ou des fibres métalliques pour mettre en synergie leurs comportements de percolation, obtenant ainsi le meilleur équilibre entre conductivité et transformabilité. Ceci est actuellement reconnu comme la direction haute performance pour le PP conducteur.

III. Matériaux conducteurs de la série DGK-PP de Yuyao Deyu Plastic: spécialement conçus pour l'extrusion de tissus de protection

Pour répondre aux exigences élevées des tissus de blindage et des films conducteurs, Deyu Plastic a lancé les matériaux conducteurs PP de la série DGK-PP, couvrant plusieurs sous-qualités pour les applications d'extrusion, de revêtement et de film.

Série de produits	Catégorie typique	Système conducteur	Résistivité de surface (Ω / sq)	Indice de fluidité à chaud (g / 10min)	Méthodes de traitement	Applications typiques
Qualité d'extrusion générale	DGK-PP DD56JC	Noir de carbone conducteur	10⁵–10⁶	3–6	Extrusion, injection	Feuilles conductrices, profils
Qualité de film à haut débit	DGK-PP DD35A	Hybride noir de carbone / CNT	10³–10⁵	12–18	Calandrage, extrusion en T	Films de blindage EMI, films de base de bande conductrice
Qualité ultra-conductrice	DGK-PP DD23A1	Hybride CNT / graphène	<10³	8–12	Extrusion, calandrage	Tissus de blindage haute performance, matériaux militaires de radioprotection

Les principaux avantages de la série DGK-PP de Yuyao Deyu Plastic s'incarnent dans trois aspects:

Haute fluidité et formation de parois minces: le PP conducteur ordinaire, avec une charge élevée de noir de carbone, a généralement un indice de fluidité inférieur à 5 g / 10 min, ce qui rend difficile l'extrusion de films inférieurs à 0,05 mm. Grâce à la technologie hybride CNT, Deyu augmente l'indice de fluidité à chaud à 12-18 g / 10 min tout en maintenant une faible résistance, permettant une production stable de films conducteurs ultra-fins de 0,02 à 0,1 mm, répondant aux exigences de légèreté des tissus de blindage haut de gamme.

Uniformité du réseau conducteur: la technologie avancée de pré-dispersion assure une distribution uniforme submicronique des charges conductrices dans la matrice PP; la variation de résistance de surface à travers le film est contrôlée à ± 10 %, éliminant ainsi efficacement les « zones mortes conductrices » dans les tissus de blindage.

Stabilité thermique et résistance aux intempéries: Après un vieillissement thermique de 200°C / 72 heures, le changement de résistivité est inférieur à 20 %, garantissant une fiabilité conductrice à long terme des tissus de blindage.

IV. Problèmes courants et solutions lors de l'utilisation du PP conducteur dans la production de tissus de blindage

Dans la production réelle, les fabricants de tissus de blindage rencontrent souvent des difficultés de processus lorsqu'ils utilisent des PP conducteurs. Les analyses suivantes, basées sur les cas de service technique de Deyu Plastic, abordent des problèmes typiques.

Q1: Lors du revêtement par extrusion, la surface du film présente des rugosités, des taches ou des rayures longitudinales – comment résoudre le problème?

R: La rugosité de la surface est généralement causée par trois facteurs: (1) Une mauvaise dispersion des charges conductrices: les agglomérats de noir de carbone forment des saillies de la taille d'un micromètre pendant l'extrusion, créant ainsi des « taches ». (2) Une température de fusion ou un temps de séjour excessif provoque une dégradation du PP, produisant des substances de faible poids moléculaire qui exsudent et adhèrent à la filière, formant des rayures. (3) Un nombre de mailles insuffisant du filtre ne parvient pas à piéger les gros agglomérats.

Q2: Après laminage du tissu de blindage, la résistance conductrice n'est pas uniforme, avec des zones isolantes locales – pourquoi?

R: Une conductivité non uniforme résulte généralement d'une répartition inégale de la température ou de la vitesse d'écoulement sur la largeur de la filière, provoquant des différences d'orientation des charges conductrices dans le film. De plus, des vitesses de refroidissement incohérentes lors du calandrage peuvent perturber le réseau conducteur lors de la cristallisation.

L'équipe d'assistance technique de Deyu aborde ce problème en optimisant la conception des canaux d'écoulement de la filière et en ajustant les températures des rouleaux de calandre. Ils fournissent les paramètres de traitement recommandés, notamment les températures du cylindre (suggérées entre 200 et 220 °C), la température de la matrice (220 et 230 °C) et la température des rouleaux de calandre (60 et 80 °C). De plus, la série DGK-PP intègre une quantité appropriée d'agent de nucléation pour accélérer la cristallisation du PP et inhiber la ségrégation des charges, garantissant ainsi une résistivité uniforme sur l'ensemble du film.

Q3: La résistance des films conducteurs PP augmente lors d'un stockage à long terme ou dans des conditions de chaleur humide – comment éviter cela?

R: Cela est principalement dû à des changements dans la morphologie cristalline de la matrice PP ou à l'oxydation de la surface de la charge conductrice. Pour les systèmes au noir de carbone, les groupes contenant de l'oxygène sur la surface du noir de carbone peuvent s'oxyder davantage à des températures et une humidité élevées, augmentant ainsi la résistance de contact. Pour les systèmes CNT, la stabilité thermique du dispersant doit être prise en compte.

La qualité conductrice DGK-PP DD23A1 ultra-conductrice de Deyu utilise des nanotubes de carbone traités par des antioxydants et incorpore 0,3 à 0,5 % en poids d'antioxydant phénolique primaire encombré (par exemple, Irganox 1010) et d'antioxydant secondaire de phosphite (par exemple, Irgafos 168) dans la formulation, supprimant efficacement l'augmentation de la résistance pendant le vieillissement par chaleur humide. Après 500 heures de vieillissement double-85 (85 °C / 85 % RH), le changement de résistivité est inférieur à 25 %, bien supérieur au PP conducteur ordinaire qui dépasse souvent 50 %.

Q4: Dans les non-tissés conducteurs soufflés par fusion, des filaments « volants » ou cassés apparaissent à la surface – est-ce lié au matériau?

R: Les filaments volants et cassés sont généralement liés aux paramètres du processus de fusion-soufflage, mais l'indice de fusion et la distribution du poids moléculaire du matériau sont également des facteurs clés. Si le PP conducteur a un MFI trop faible (<10 g / 10 min), une fracture à l'état fondu se produit à la sortie de la filière, produisant des segments de fibre discontinus; si la répartition du poids moléculaire est trop large, les composants de poids moléculaires différents se séparent sous un flux d'air à grande vitesse, provoquant une épaisseur de fibre inégale. Les solutions de boîtiers existantes de Yuyao Deyu Plastic constituent une bonne référence.

V. Recommandations de sélection et conseils de processus pour le PP spécifique au tissu de blindage

Lors de la sélection des matériaux conducteurs PP, il est conseillé aux fabricants de tissus de blindage d'évaluer à partir des dimensions suivantes:

En fonction des exigences de conductivité: pour les applications générales de blindage électromagnétique (efficacité du blindage 30 à 40 dB), les matériaux chargés de noir de carbone avec une résistivité de surface de 10⁵ à 10⁶ Ω / sq conviennent; pour les domaines militaires et de communications haut de gamme nécessitant une résistivité <10³ Ω / sq, des systèmes hybrides ou des solutions CNT sont nécessaires.

Basé sur la méthode de traitement: les procédés de fusion-soufflage ont des exigences relativement faibles en matière de fluidité, tandis que les procédés de revêtement par extrusion doivent utiliser des qualités MFI élevées (recommandé > 10 g / 10 min). Les tissus de blindage électromagnétique sont largement utilisés dans les applications de protection des équipements électroniques et des vêtements de protection contre les rayonnements électromagnétiques, et leur efficacité de blindage peut être testée selon GB / T 30142-2013 « Méthode de mesure de l'efficacité du blindage des matériaux de blindage électromagnétique planaire ».

Yuyao Deyu Plastic Technology propose des services de vérification de petits lots avec une commande minimum de 5 kg; De l’ajustement de la formulation à la livraison des échantillons, le délai d’exécution peut atteindre 72 heures, aidant ainsi les clients dans la validation des processus avant la production à grande échelle. Pour des données techniques, des tests d'échantillons ou un développement personnalisé, veuillez contacter l'équipe technique de Yuyao Deyu Plastic Technology Co., Ltd. pour obtenir de l'aide.

Illustration du processus