Compound TPU conducteur pour pièces ESD souples et contacts résistants à l'usure
Le TPU conducteur est choisi lorsqu'une pièce doit fléchir, se comprimer ou rouler comme un élastomère tout en dissipant les charges statiques après contacts et abrasion répétés.
FAQ ingénierie
Compound TPU conducteur pour pièces ESD souples et contacts résistants à l'usure
Quand choisir un TPU conducteur plutôt qu'un PP ou ABS conducteur ?
Lorsque la pièce doit rester souple, élastique ou résistante à l'usure en roulement, étanchéité, flexion ou frottement. PP et ABS conviennent mieux aux pièces rigides.
La résistance de surface suffit-elle ?
Non. Il faut valider résistance, décroissance statique, dureté, allongement, usure et stabilité après flexion ou abrasion.
Quelle charge choisir pour un TPU ESD souple ?
Les CNT conviennent souvent quand souplesse et faibles particules comptent. Le noir de carbone est économique ; la fibre carbone sert à l'usure et au renfort.
Quelles données fournir à DEYU ?
Plan, dureté cible, plage de résistance, cycle d'usure, flexion, procédé, environnement, défaut actuel et volume.
Problème de départ
Le polyuréthane thermoplastique (TPU) associe la mise en oeuvre d'un thermoplastique au comportement d'un élastomère : forte élasticité, excellente résistance à l'abrasion, bonne résistance chimique et dureté de Shore 60A à 80D. Il est utilisé pour joints, rouleaux, convoyeurs, gaines, flexibles, tubes, semelles et poignées soumis au contact répété.
Le TPU standard est isolant. En électronique, des rouleaux ou gaines TPU peuvent accumuler des charges, attirer la poussière et créer un risque ESD. Dans l'automobile ou l'industrie, une décharge peut perturber des modules ou poser problème près de carburants et poudres.
Le TPU conducteur incorpore noir de carbone, nanotubes de carbone (CNT), fibre carbone ou graphène dans la matrice TPU. L'objectif est une dissipation permanente, indépendante de l'humidité, sans perdre souplesse, reprise élastique et résistance à l'usure.
Comme référence matière publique, consultez granulés TPU conducteurs DGK-TPU DD3-4ML. Pour comparer les familles d'élastomères, consultez le guide de sélection des élastomères conducteurs TPV / TPU / TPE.
| Exigence | Pourquoi c'est important |
|---|---|
| Conductivité stable et permanente | La protection ESD doit rester fiable après flexion, abrasion, nettoyage et variation d'environnement. |
| Résistance à l'usure | Les pièces de contact roulent, glissent ou frottent ; l'abrasion fixe la durée de vie. |
| Souplesse et élasticité | La pièce doit plier, se comprimer et reprendre sa forme sans fissure ni perte de conductivité. |
Difficulté technique : pourquoi le TPU conducteur exige une formulation précise
Seuil de percolation des charges
| Charge | Seuil typique | Caractéristiques |
|---|---|---|
| Noir de carbone (CB) | ~5-7 % masse | Économique ; dosage plus élevé ; peut augmenter la dureté. |
| Nanotubes de carbone (CNT) | ~1-3 % masse | Faible dosage ; forte conductivité ; conserve mieux la souplesse. |
| Graphène | ~0,5-2 % masse | Fort rapport d'aspect ; seuil bas ; dispersion critique. |
| Fibre carbone | ~8-15 % masse | Renfort et usure ; conductivité plus directionnelle. |
Réseau conducteur
Le TPU exige un réseau de percolation. Les charges doivent être proches, mais trop de charge durcit l'élastomère.
Équilibre mécanique
La dispersion ne doit pas détruire allongement, reprise et toucher souple. Une faible résistance ne suffit pas si la pièce se fissure.
Avantage usure
Le TPU résiste naturellement bien à l'abrasion ; la formulation conductrice doit garder cet avantage.
Permanent ou migratoire
Les antistatiques migratoires s'épuisent au nettoyage et à l'usure. Pour le contact, le réseau doit exister dans la masse.
| Approche | Mécanisme | Permanence | Adéquation |
|---|---|---|---|
| Additif antistatique migratoire | Migre vers la surface | Limitée ; épuisée par usure | Faible pour pièces frottantes |
| Charge conductrice permanente | Réseau dans la masse | Permanent | Adapté aux contacts ESD résistants à l'usure |
Orientation matière DEYU : TPU conducteur pour contacts ESD souples
| Produit | Voie | Résistivité | Caractéristiques | Applications |
|---|---|---|---|---|
| DGK-TPU CNT | CNT / MWCNT | 10^3-10^5 ohm-cm | Faible charge, bonne souplesse, forte conductivité | Joints, tubes, wearables, pièces ESD souples |
| DGK-TPU CB | Noir de carbone conducteur | 10^4-10^6 ohm-cm | Route économique avec bonne usure | Rouleaux, semelles, pièces ESD industrielles |
| DGK-TPU CF | Fibre carbone | 10^3-10^5 ohm-cm | Usure et renfort accrus | Contacts forte usure et automobile |
| TPU antistatique permanent | Système antistatique permanent | 10^9-10^11 ohm/sq | Plage dissipative et options couleur | Salle propre et manipulation électronique |
| Caractéristique | Bénéfice |
|---|---|
| Réseau conducteur permanent | Dissipation indépendante de l'humidité, adaptée au contact répété. |
| Résistance à l'usure | La matrice TPU donne une longue durée en roulement et glissement. |
| Souplesse et élasticité | Avec une formulation équilibrée, la pièce fléchit et reprend sans rupture fragile. |
| Tenue thermique | Le polyester convient mieux à la chaleur ; le polyéther aide contre l'hydrolyse. |
| Résistance chimique | Bonne tenue aux huiles, graisses et nombreux milieux selon le grade. |
| Processabilité | Injection, extrusion et calandrage sont possibles avec le bon grade. |
Applications cibles
| Secteur | Pièces typiques |
|---|---|
| Électronique | Rouleaux ESD, bandes, gaines, capots souples, bacs, tapis et outillages ESD. |
| Automobile | Protections de lignes carburant, joints antistatiques, interfaces EV, patins amortisseurs et pièces flexibles. |
| Équipement industriel | Rouleaux, guides, joints, bouchons, passe-fils, mandrins, vannes, roues et pièces de friction. |
| Chaussure et wearables | Semelles antistatiques, talons, capteurs souples et textiles intelligents. |
| Médical et salles propres | Accessoires souples, tapis anti-poussière et pièces dissipatives lorsque le noir carbone est exclu. |
Données de référence
DGK-TPU CNT
| Propriété | Méthode | Valeur typique | Unité |
|---|---|---|---|
| Résine base | - | TPU, polyester ou polyéther | - |
| Type de charge | - | Nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT) | - |
| Couleur | - | Noir | - |
| Procédé | - | Injection / extrusion | - |
| Résistivité de surface | ANSI/ESD STM11.11 / GB/T 1401 | 10^3-10^5 | ohm-cm |
| Temps de décroissance | FTMS101C 4046.1 | <2 s, de 5000 V à 50 V | - |
| Dureté | ASTM D2240 / ISO 868 | 70-95 | Shore A |
| Résistance traction | ASTM D412 / GB/T 528 | 15-35 | MPa |
| Allongement rupture | ASTM D412 / GB/T 528 | 300-600 | % |
| Résistance déchirure | ASTM D624 | 80-120 | N/mm |
| Résistance abrasion | ISO 4649 / DIN 53516 | Excellente | - |
| Température service continu | - | Jusqu'à 130 C polyester; jusqu'à 90 C polyéther | C |
| Température séchage | - | 90-100 | C |
| Temps séchage | - | 3-4 | heures |
| Température matière | - | 185-210 | C |
| Température moule | - | 38-60 | C |
DGK-TPU CB
| Propriété | Méthode | Valeur typique | Unité |
|---|---|---|---|
| Résistivité de surface | ANSI/ESD STM11.11 / GB/T 1401 | 10^4-10^6 | ohm-cm |
| Dureté | ASTM D2240 / ISO 868 | 60-90 | Shore A |
| Résistance traction | ASTM D412 / GB/T 528 | 15-25 | MPa |
| Allongement rupture | ASTM D412 / GB/T 528 | 300-500 | % |
| Résistance abrasion | ISO 4649 / DIN 53516 | Excellente | - |
| Température séchage | - | 90-100 | C |
| Temps séchage | - | 3-4 | heures |
| Température matière | - | 185-210 | C |
Paramètres de procédé recommandés
| Paramètre | DGK-TPU CNT | DGK-TPU CB | DGK-TPU CF |
|---|---|---|---|
| Température séchage | 90-100 C | 90-100 C | 90-100 C |
| Temps séchage | 3-4 heures | 3-4 heures | 3-4 heures |
| Humidité résiduelle recommandée | <=0,1% | <=0,1% | <=0,1% |
| Température matière | 185-210 C | 185-210 C | 190-210 C |
| Température moule | 38-60 C | 38-60 C | 40-60 C |
| Pression injection | Moyenne | Moyenne | Moyenne à élevée |
- Le séchage est essentiel car le TPU absorbe l'humidité ; un séchage insuffisant provoque hydrolyse, bulles, stries et mécanique instable.
- Éviter les temps de séjour longs et les températures au-dessus de 220 C sans validation du grade et de la machine.
- Injection, extrusion, calandrage et certaines impressions sont possibles si le grade correspond au procédé, à la dureté et à la résistance cible.
Cas client et validation
Un fabricant électronique utilisait des rouleaux TPU standard sur une ligne PCB. La tenue mécanique était bonne, mais la rotation accumulait des charges, attirait la poussière et certaines décharges endommageaient des composants.
Le client a évalué une voie DGK-TPU CNT de DEYU et comparé résistivité, tension statique, usure et taux de passage ligne.
| Paramètre | Détail |
|---|---|
| Quantité essai | 200 rouleaux |
| Volume mensuel | 1 000 rouleaux |
| Matière | Voie d'essai DGK-TPU CNT |
| Procédé | Injection |
| Séchage | 3-4 heures à 90-100 C |
| Température matière | 190-210 C |
| Résistivité cible | <10^6 ohm-cm |
| Essai usure | 1 000 000 cycles de rotation continue |
| Mesure | TPU standard | DGK-TPU CNT |
|---|---|---|
| Résistivité de surface | >10^12 ohm-cm | 10^3-10^5 ohm-cm |
| Charge statique après marche | 2 000-5 000 V | <100 V |
| Poussière sur PCB | Importante | Minimale |
| Dommages ESD composants | 3,2% | <0,5% |
| Profondeur usure après 1 000 000 cycles | 0,08 mm | 0,09 mm |
| État surface rouleau | Polie, intacte | Polie, intacte |
| Taux passage ligne | 94% | 98,5% |
| Intervalle remplacement projeté | 800 000 cycles | >2 000 000 cycles |
DGK-TPU CNT a atteint 10^3-10^5 ohm-cm, réduit la charge sous 100 V et abaissé les dommages ESD de 3,2% à moins de 0,5%. L'usure est restée proche du TPU standard.
Le cas montre que conductivité, souplesse et usure doivent être validées ensemble. Une faible résistance sans durée de vie ne suffit pas ; une bonne durée de vie sans ESD non plus.
Cadre de décision
| Voie | Choisir quand | Applications |
|---|---|---|
| TPU CNT | Souplesse maximale, faible particules, forte conductivité et flexion répétée. | Joints, tubes, capteurs souples, wearables et salle propre. |
| TPU CB | Conductivité économique et ESD standard sur géométrie simple. | Rouleaux, semelles, patins industriels et pièces ESD. |
| TPU CF | Usure maximale, plus de résistance au déchirement ou renfort. | Pièces de contact forte usure. |
| TPU antistatique permanent | Plage dissipative et noir carbone non acceptable. | Parois, fenêtres, portes, tapis et tubes sous vide. |
Informations à fournir
| Information | Pourquoi |
|---|---|
| Plan ou modèle 3D | Montre épaisseur, zones de flexion, diamètre rouleau, lèvres de joint et zones d'usure. |
| Plage de résistance cible | Définit niveau conducteur, dissipatif ou antistatique. |
| Dureté requise | La cible Shore A ou Shore D contrôle le choix du grade. |
| Température service | Aide à choisir polyester ou polyéther et à vérifier le vieillissement. |
| Usure et flexion | Définit la voie CB, CNT ou CF. |
| Environnement | Huile, graisse, solvant, UV, humidité et salle propre changent la formulation. |
| Procédé | Injection, extrusion, calandrage ou impression ont des fenêtres différentes. |
| Défaut actuel | Statique, poussière, usure, fissure ou résistance instable orientent la route. |
| Volume et conformité | Volume, RoHS, REACH, FDA ou autres exigences définissent le plan d'essai. |
Conclusion
| Dimension | Bénéfice |
|---|---|
| Conductivité | La plage 10^3-10^5 ohm-cm apporte une protection ESD permanente. |
| Résistance à l'usure | Le TPU garde un avantage de durée en roulement et glissement. |
| Souplesse | 300-600% d'allongement permet flexion, compression et reprise. |
| Permanence | Le réseau conducteur en masse ne se lave pas et ne disparaît pas avec l'usure. |
| Processabilité | Injection, extrusion et calandrage sont viables avec le bon grade. |
DEYU peut fournir des quantités de validation pour optimiser le procédé et tester en usine. Envoyez plan, dureté, résistance cible, conditions d'usure et volume afin de recommander la bonne voie TPU.