DEYU Plastics résout le dernier kilomètre de conductivité de la fibre de carbone en nylon avec un mélange maître à haute conductivité de 2 à 3 %

Réponse courte

La percée actuelle du DEYU Plastics n’est pas « la conductivité des fibres de carbone à faible ajout ». Le positionnement technique correct est plus spécifique: dans un composé de fibre de carbone en nylon PA6 / PA66 existant, l'ajout d'environ 2 à 3 % du mélange maître à haute conductivité développé par DEYU peut aider à connecter davantage le réseau conducteur de fibre de carbone d'origine et à résoudre le problème du dernier kilomètre lorsque la résistance de surface est encore d'un ordre de grandeur au-dessus de l'objectif.

Dans certains projets de fibre de carbone en nylon, cette voie peut aider à réduire la résistance de surface d'environ un ordre de grandeur tout en conservant autant que possible la résistance, la rigidité, la performance aux chocs, la fluidité et la stabilité de moulage du système de fibre de carbone en nylon d'origine.

Le terme « mélange maître à haute conductivité » désigne ici un mélange maître améliorant le réseau conducteur à haut rendement. Cela ne signifie pas supraconductivité au sens physique.

Pour les systèmes en fibre de carbone PA6 / PA66, DEYU peut combiner cet itinéraire avec des DGK-PA66 CF15L-CF40L fibre de carbone PA66🔍. Pour le développement conducteur sans nylon, DEYU prend également en charge DGK-PP DD2-3A conducteur PP🔍 et directions DGK-ABS KJD678R-BZ antistatiques permanentes ABS en fonction de la résistance cible, de la base de résine et des exigences de moulage.

Introduction: la vraie difficulté est le dernier ordre de grandeur

La fibre de carbone est largement utilisée dans les systèmes PA6 et PA66 car elle peut améliorer la rigidité, la stabilité dimensionnelle, la résistance à la déformation thermique et les performances électriques. Les composés de fibre de nylon et de carbone sont couramment utilisés dans les pièces structurelles électriques, les composants d'équipements industriels, les supports antistatiques, les pièces conductrices à haute rigidité, les composants fonctionnels automobiles, les supports de capteurs et les pièces moulées par injection qui nécessitent à la fois rigidité et contrôle statique.

De nombreux projets rencontrent le même problème:

• le composé de fibre de carbone et de nylon existant répond déjà aux exigences mécaniques
• la rigidité, la résistance et la stabilité dimensionnelle sont acceptables
• l'injection est fondamentalement stable
• mais la résistance de surface reste d'un ordre de grandeur supérieure à la cible

Par exemple, le client peut avoir besoin que le matériau évolue vers la plage 10⁶ Ω alors que le système actuel reste autour de 10⁷ Ω. Ou bien l’objectif peut être de 10⁷ Ω alors que le système actuel reste autour de 10⁸ Ω.

L'augmentation de la teneur en fibres de carbone peut réduire la résistance, mais elle peut également créer de nouveaux risques: une fragilité plus élevée, une résistance aux chocs entaillée plus faible, des lignes de soudure plus faibles, une fluidité plus faible, une pression d'injection plus élevée, une plus grande exposition des fibres, une surface plus rugueuse, un risque de fissuration au niveau des bossages de vis ou des encliquetages et un coût plus élevé.

Le principal défi n’est pas de savoir si la fibre de carbone et de nylon peut conduire l’électricité. La vraie question est de savoir comment connecter davantage le réseau conducteur de fibre de carbone existant sans augmenter significativement la teneur en fibre de carbone.

Pourquoi les systèmes en fibre de carbone PA6 / PA66 restent bloqués près du seuil conducteur

La fibre de carbone est conductrice, mais une fois mélangée au nylon, la conductivité stable dépend du fait que les fibres forment un réseau conducteur continu ou semi-continu efficace à l'intérieur de la résine.

Dans les systèmes en fibre de carbone PA6 / PA66, la conductivité est affectée par:

• teneur en fibre de carbone
• longueur des fibres et rétention après mélange
• dispersion des fibres
• probabilité de contact entre les fibres
• encapsulation de fibres en nylon
• orientation des fibres lors de l'injection
• épaisseur de la pièce et sens d'écoulement
• position de la ligne de soudure
• interface fibre-résine
• s'il existe un réseau conducteur auxiliaire

De nombreux composés de fibres de nylon et de carbone ne sont pas totalement non conducteurs. Au lieu de cela, leur réseau conducteur est proche du seuil. Cela peut entraîner une conductivité acceptable dans les barres de test mais une résistance instable dans les pièces réelles, une meilleure conductivité dans les zones épaisses mais une conductivité insuffisante dans les parois minces, des différences de résistance dans la direction de l'écoulement et une résistance de surface qui reste un ordre de grandeur au-dessus de la cible.

La valeur du mélange maître à haute conductivité développé par DEYU est d'ajouter des points de pont conducteurs proches de ce seuil et d'aider le réseau de fibres de carbone PA6 / PA66 d'origine à devenir plus continu.

Pourquoi simplement augmenter la fibre de carbone n'est pas toujours recommandé

L'augmentation de la teneur en fibre de carbone est un moyen direct d'améliorer la conductivité, mais tous les projets en nylon ne peuvent pas l'accepter.

Risque mécanique

Une teneur plus élevée en fibre de carbone améliore la rigidité, mais peut réduire la ténacité et la résistance aux chocs. Les problèmes possibles incluent une résistance aux chocs encochée plus faible, un allongement plus faible, des fissures dans les bossages de vis, des ruptures d'encliquetage, des performances de chute instables, des lignes de soudure plus faibles et des fissures sur les parois minces.

Pour les pièces structurelles électriques, les boîtiers, les supports et les composants industriels, la fiabilité mécanique ne peut pas être sacrifiée simplement pour réduire la résistance d'un ordre de grandeur.

Risque de traitement

Lorsque la teneur en fibre de carbone augmente, la fluidité du nylon diminue souvent et la fenêtre de injection devient plus étroite. Les risques courants incluent une pression d'injection plus élevée, un risque de tir court, des lignes de soudure visibles, une surface plus rugueuse, une exposition des fibres, un gauchissement, une usure accrue des vis et des moules et une stabilité moindre des lots.

Risque de coût

La fibre de carbone est relativement chère. Augmenter la fibre de carbone uniquement pour améliorer l’ordre de grandeur final de la résistance peut augmenter le coût des matériaux sans parvenir au meilleur équilibre technique.

De nombreux projets n’ont pas besoin d’un nouveau matériau à haute teneur en carbone. Ils n'ont besoin que d'une étape supplémentaire en matière de conductivité basée sur le composé de fibre de carbone PA6 / PA66 existant. Par conséquent, la logique de DEYU n’est pas de continuer à ajouter davantage de fibre de carbone. Il s'agit d'utiliser environ 2 à 3 % d'un mélange maître conducteur à haut rendement pour améliorer le réseau conducteur d'origine.

Comment fonctionne le mélange maître à haute conductivité de DEYU

Pont conducteur entre les fibres de carbone

Dans les systèmes existants en fibre de carbone PA6 / PA66, la fibre de carbone agit comme le principal squelette conducteur. En raison de la dispersion, de l'orientation, de l'encapsulation de la résine et de la structure des pièces, les fibres peuvent ne pas former suffisamment de chemins conducteurs continus.

Le mélange maître à haute conductivité de DEYU peut ajouter des points de pont conducteurs microscopiques entre les fibres de carbone, aidant ainsi un réseau presque connecté mais instable à devenir plus continu.

En termes simples:

• la fibre de carbone constitue le principal squelette conducteur
• Le mélange maître à haute conductivité de DEYU fournit des ponts conducteurs et un renforcement du réseau
• ensemble, ils aident un système de fibre de carbone en nylon de niveau seuil à évoluer vers une résistance plus faible

Abaisser le seuil conducteur

De nombreux systèmes en nylon et fibre de carbone échouent d'un seul ordre de grandeur car le système n'a pas franchi de manière stable le seuil conducteur. Le mélange maître contribue à abaisser ce seuil, permettant ainsi à la teneur en fibres de carbone existante de fonctionner plus efficacement sans augmentation majeure de la charge.

C'est pourquoi un ajout d'environ 2 à 3 % peut aider à réduire la résistance de surface d'environ un ordre de grandeur dans les systèmes de fibre de carbone PA6 / PA66 appropriés.

Réduire les dommages aux performances mécaniques d'origine

Par rapport à l’ajout de beaucoup plus de fibre de carbone, une petite quantité de mélange maître à haute conductivité provoque moins de perturbations dans la structure de la fibre de carbone en nylon. Dans les projets appropriés, il peut aider à maintenir la rigidité et la résistance, à réduire les pertes d'impact évidentes, à éviter une réduction importante de la fluidité, à réduire l'affaiblissement des lignes de soudure, à réduire le risque d'exposition des fibres et à contrôler l'augmentation des coûts.

Que peut réaliser un mélange maître à haute conductivité DEYU de 2 à 3 %?

Dans certains composés de fibres de carbone PA6 / PA66, l'ajout d'environ 2 à 3 % du mélange maître à haute conductivité développé par DEYU peut apporter plusieurs améliorations techniques.

Réduction de la résistance de surface d'environ un ordre de grandeur

Par exemple:

• un système de fibre de carbone PA66 existant autour de 10⁸ Ω peut évoluer vers 10⁷ Ω après l'ajout du mélange maître
• un système en fibre de carbone PA6 existant autour de 10⁷ Ω peut évoluer vers 10⁶ Ω
• un système bloqué une commande au-dessus de l'objectif client peut terminer l'ajustement final grâce au renforcement du réseau

Il ne s’agit pas d’une garantie fixe pour tous les matériaux. Les résultats réels dépendent du type de nylon, de la teneur en fibre de carbone, de l'épaisseur de la pièce, du sens d'écoulement, de la méthode de test, de l'état de conditionnement et des conditions de moulage. Les données finales doivent être basées sur des tests effectués par les clients.

Le tableau ci-dessus est un modèle de formulation illustratif et non une fiche technique universelle. Cela montre l'effet technique recherché: l'indice de résistance de surface peut se déplacer dans la fenêtre cible tandis que la rétention mécanique et la rétention d'écoulement à l'état fondu restent comparativement contrôlées.

Les performances mécaniques peuvent être maintenues autant que possible

L’intérêt de ce mélange maître n’est pas de remplacer le composé de nylon et de fibre de carbone, mais d’améliorer la conductivité au sein du système existant. Les projets appropriés ont généralement ces caractéristiques:

• les propriétés mécaniques d'origine sont déjà acceptables
• le matériau est déjà un système en fibre de carbone PA6 / PA66
• le client ne veut pas ajouter plus de fibre de carbone
• un seul ordre de grandeur supplémentaire en matière de résistance de surface est nécessaire
• la pièce a des exigences d'assemblage, d'impact, de ligne de soudure ou dimensionnelles

Dans ce cas, un mélange maître à haute conductivité de 2 à 3 % est souvent plus approprié qu'une augmentation supplémentaire de la fibre de carbone.

Convient pour un réglage fin à proximité de la production

Si un projet de matériau est proche de la production et que seul l’objectif de conductivité est à un pas, la modification du taux de fibres de carbone peut déclencher de nombreux problèmes secondaires. La voie du mélange maître de DEYU est plus adaptée au réglage fin de la conductivité, à l'amélioration finale du ESD, à l'amélioration de la stabilité de la résistance, aux projets qui ne devraient pas modifier de manière significative la formulation d'origine et le renforcement conducteur dans les moules et processus de moulage existants.

Route traditionnelle vs route DEYU

Article	Augmentation supplémentaire de la fibre de carbone	DEYU 2-3% Masterbatch à haute conductivité
Système applicable	Divers composés de fibres de carbone	Principalement des systèmes en fibre de carbone en nylon PA6 / PA66
Logique technique	Augmenter la teneur en fibre de carbone	Renforcer le réseau conducteur en fibre de carbone existant
Matériel ajouté	Fibre de carbone	Mélange maître à haute conductivité auto-développé par DEYU
Fonction principale	Augmente la rigidité et la conductivité	Aidez le réseau de fibre de carbone d'origine à se connecter plus efficacement
Amélioration de la résistance	Possible, mais avec une charge de formulation plus lourde	Peut évoluer vers une réduction de la résistance d’environ un ordre
Impact mécanique	Risque de fragilité plus élevé	Plus favorable au maintien des propriétés d’origine
Fluidité	Plus susceptible de diminuer	Une influence plus contrôlable
Qualité des surfaces	Risque d’exposition aux fibres plus élevé	Perturbation de la surface inférieure
Coût	Plus élevé en raison de la plus grande quantité de fibre de carbone	Plus contrôlable grâce à un petit ajout
Meilleure étape du projet	Redévelopper des matériaux conducteurs hautement chargés	Le système de fibre de carbone en nylon existant n'atteint pas l'objectif de conductivité final
Valeur fondamentale	Renfort et conductivité hautement chargés	Amélioration précise du réseau conducteur du dernier kilomètre

Différence par rapport aux itinéraires de mélange maître conducteur dédiés pour d’autres résines

DEYU a également développé des instructions de mélange maître conducteur spécifiques à la résine pour les PP, ABS et d'autres systèmes sans nylon. Ces itinéraires doivent être séparés de l’itinéraire du dernier kilomètre en fibre de carbone et nylon PA6 / PA66.

Systèmes en fibre de carbone en nylon: 2 à 3 % de mélange maître pour le renforcement du réseau

Les systèmes applicables incluent les composés de fibre de carbone PA6, les composés de fibre de carbone PA66, les matériaux antistatiques en fibre de carbone en nylon, les matériaux dissipateurs d'électricité statique en fibre de carbone en nylon et les pièces structurelles conductrices en fibre de carbone en nylon.

L'objectif technique est de renforcer le réseau conducteur dans le composé de fibre de carbone en nylon existant, de contribuer à réduire la résistance de surface d'environ un ordre de grandeur, de conserver autant que possible les propriétés mécaniques d'origine et de s'adapter à des projets qui ne sont qu'à un pas de l'objectif de conductivité.

PP, ABS et autres systèmes de résine: développement direct à haute conductivité

Pour les PP, ABS, PC / ABS, PC et d'autres systèmes de résine, DEYU utilise le développement de mélanges maîtres conducteurs spécifiques à la résine plutôt que le même itinéraire du dernier kilomètre en fibre de carbone en nylon de 2 à 3 %.

Ces projets sont utilisés pour construire directement des composés conducteurs, dissipateurs d'électricité statique ou antistatiques. Les performances cibles dépendent de la résine, de la formulation, du dosage, de l’épaisseur de la paroi, du moulage et des tests.

Cas d'application: système de fibre de carbone PA66 réduit d'un ordre de grandeur

Un client a utilisé un composé de fibre de carbone PA66 pour une pièce structurelle électrique. Le matériau répondait déjà aux exigences de rigidité, de résistance et de stabilité dimensionnelle, mais la résistance de surface restait autour de 10⁷ Ω. Le client souhaitait que le matériau évolue vers la plage 10⁶ Ω.

Les exigences du client comprenaient:

• conserver le système en fibre de carbone PA66
• éviter d'augmenter considérablement la teneur en fibres de carbone
• réduire la résistance de surface d'environ un ordre de grandeur
• maintenir la force et la rigidité
• maintenir l'injection stable
• réduire les risques de fissuration des lignes de soudure et des bossages de vis

DEYU a analysé le système et a découvert que le matériau possédait déjà un squelette conducteur en fibre de carbone, mais que le réseau était encore proche du seuil. L'augmentation supplémentaire de la fibre de carbone pourrait réduire la résistance aux chocs, la fluidité et la stabilité du moulage.

DEYU a ajouté environ 2 à 3 % de son mélange maître à haute conductivité auto-développé pour renforcer le réseau conducteur dans le composé de fibre de carbone PA66 existant. Le développement s'est concentré sur la compatibilité PA66, la dispersion à l'intérieur du système de fibre de carbone, la stabilité de la résistance de surface, la rétention des propriétés mécaniques, la fiabilité des lignes de soudure et la stabilité du flux d'injection.

Après validation des essais, le matériau a évolué vers une résistance de surface inférieure d'environ un ordre de grandeur tout en conservant des performances mécaniques proches de celles du système d'origine.

Cas d'application: Mélange maître conducteur PP dédié

Dans un autre projet, un client avait besoin d'un matériau PP à haute conductivité pour des plateaux conducteurs ou des composants industriels de contrôle statique. Il ne s'agissait pas d'un système en fibre de carbone PA66 ni d'un mélange maître de nylon à 2-3 % du dernier kilomètre.

DEYU a utilisé un mélange maître conducteur dédié au PP et a repensé le système conducteur en fonction de la résistance cible et des exigences de moulage. Le développement s'est concentré sur la sélection de la résine de base PP, le dosage du mélange maître conducteur, la résistance de la surface cible, la rigidité et la ténacité des plateaux, la fluidité de l'injection, le contrôle du gauchissement et la cohérence des lots.

Ce cas montre que DEYU utilise différentes voies de mélange maître conducteur pour différentes résines. Les systèmes en fibre de carbone en nylon utilisent un renforcement de réseau en petite quantité, tandis que les PP, ABS et d'autres systèmes utilisent des mélanges maîtres dédiés pour créer directement des composés conducteurs.

Comment DEYU recommande aux clients de choisir le bon itinéraire

S'il s'agit d'un système en fibre de carbone PA6 / PA66

Évaluez si le matériau actuel contient déjà de la fibre de carbone, si les performances mécaniques actuelles sont acceptables, si la résistance de surface est seulement d'un ordre au-dessus de l'objectif, si davantage de fibre de carbone n'est pas souhaitable et si le débit d'injection et la fiabilité de l'assemblage doivent être maintenus.

Si oui, la voie de renforcement du mélange maître à haute conductivité de 2 à 3 % de DEYU peut être évaluée.

S'il s'agit d'un PP, d'un ABS ou d'un autre système sans nylon

Évaluez la résistance cible, la résine de base, si un composé directement conducteur doit être développé et si l'ignifugation, la résistance à l'usure, la couleur, les performances sans poussière ou d'autres exigences secondaires sont nécessaires.

Ces projets devraient utiliser le développement de mélanges maîtres conducteurs spécifiques à la résine, et non le mélange maître du dernier kilomètre en fibre de carbone et en nylon.

Informations que les clients doivent fournir

Pour évaluer le chemin conducteur correct, DEYU recommande aux clients de fournir:

• résine et qualité actuelles
• teneur en fibre de carbone si connue
• résistance de surface cible ou résistance de volume
• résistance actuelle mesurée
• épaisseur de la pièce moulée et emplacement du test
• processus de moulage et direction de la porte
• exigence de performance mécanique
• exigence d'impact, de bossage de vis ou d'encliquetage
• conditionnement de la température et de l'humidité
• point de défaillance actuel
• pièce échantillon, dessin ou norme d'essai

Grâce à ces informations, DEYU peut déterminer si le projet est adapté au renforcement du réseau de fibres de carbone en nylon du dernier kilomètre ou s'il nécessite une voie de développement de composés conducteurs spécifiques à la résine.

FAQ

1. Un mélange maître de 2 à 3 % remplace-t-il la fibre de carbone?

Non, il ne remplace pas le composé de fibre de carbone d'origine. Il renforce le réseau conducteur dans un système de fibre de carbone PA6 / PA66 existant.

2. Peut-il réduire la résistance d’un ordre de grandeur dans chaque matériau en fibre de carbone en nylon?

Aucun résultat fixe ne doit être promis. Cela peut être utile dans les systèmes appropriés proches du seuil conducteur, mais les performances finales dépendent de la formulation, de l'épaisseur de la pièce, de la direction de moulage, du conditionnement et des tests.

3. Pourquoi ne pas simplement ajouter plus de fibre de carbone?

Une plus grande quantité de fibre de carbone peut réduire la résistance, mais elle peut également augmenter la fragilité, réduire la résistance aux chocs, affaiblir les lignes de soudure, réduire la fluidité, exposer les fibres et augmenter les coûts.

4. L'itinéraire du mélange maître convient-il pour PP ou ABS?

Les PP et ABS nécessitent généralement le développement d’un mélange maître conducteur spécifique à la résine. Il s'agit d'itinéraires différents de l'itinéraire de renforcement du dernier kilomètre composé de 2 à 3 % de fibres de carbone et de nylon.

5. DEYU peut-il personnaliser la solution?

Oui. DEYU peut personnaliser les composés conducteurs en fibre de carbone et les systèmes de mélanges maîtres conducteurs en fonction de la base de résine, de la résistance cible, des exigences mécaniques, du processus de moulage et du scénario d'application.

Conclusion

La plate-forme de matériaux conducteurs de DEYU Plastics doit être comprise comme une technologie en couches et non comme un seul additif universel.

La première voie est le mélange maître à haute conductivité pour les systèmes en nylon et fibre de carbone. Il est principalement utilisé dans les composés de fibres de carbone PA6 et PA66. Lorsque le matériau d'origine présente déjà des performances mécaniques, une rigidité, une stabilité dimensionnelle et un comportement de moulage acceptables, mais que la résistance de surface est toujours d'un ordre de grandeur supérieure à l'objectif, DEYU peut ajouter environ 2 à 3 % de son mélange maître à haute conductivité qu'il a lui-même développé pour renforcer le réseau conducteur de fibre de carbone existant.

La deuxième voie concerne le développement de mélanges maîtres conducteurs dédiés aux PP, ABS et autres systèmes de résine. Ce ne sont pas la même technologie de renforcement en fibre de carbone et en nylon. Ils sont utilisés pour développer directement des matériaux conducteurs, antistatiques ou dissipateurs d'électricité statique selon le type de résine et l'application.

Une solution plastique conductrice mature ne consiste pas seulement à réduire la résistance. Il doit équilibrer la résistance, les propriétés mécaniques, la fluidité, le coût, la qualité de surface et la fiabilité de la pièce réelle.