Que signifie réellement « matière antistatique » ?

Cet article a été rédigé par les spécialistes du contrôle de l’électricité statique de PREMIX, en collaboration avec Cascade Metrology.

Il s’appuie sur les échanges avec Toni Viheriäkoski, expert ESD chez Cascade Metrology, et Pasi Seppälä, de PREMIX, qui partagent ici leur expertise sur la terminologie, les performances et les différences fondamentales entre les additifs antistatiques temporaires et les matériaux antistatiques (ou dissipatifs) permanents.

Dans le cadre de notre partenariat avec PREMIX, nous partageons ces informations techniques, afin de les rendre accessibles facilement à nos clients et partenaires industriels.

Que signifie réellement « matière antistatique » ? Et pourquoi suscite-t-il autant de confusion ? « Matière antistatique » est l’un des termes les plus utilisés, mais aussi les plus mal compris, dans le domaine des plastiques et de la fabrication. On l’entend dans les domaines de l’emballage, de l’électronique, de la logistique, des soins de santé et même des biens de consommation. Mais dans des contextes techniques tels que la protection contre les décharges électrostatiques (ESD) et les atmosphères explosives (ATEX/EX), les experts avertissent que ce terme ne devrait pas être utilisé du tout. 

Pourquoi le terme « matière antistatique » prête-t-il à confusion ?

Toni : Parce qu’il est utilisé dans de nombreux secteurs sans définition cohérente. Les équipes marketing adorent le mot « antistatique » car il semble simple : un matériau qui « empêche l’électricité statique ». Mais dans les environnements réglementés, ce terme est inexact et imprécis.

Dans le contrôle ESD, les environnements ATEX ou la normalisation (IEC, ANSI/ESD), le mot « antistatique » est rarement utilisé car il est utilisé de manière incorrecte et n’est pas défini dans les normes de l’industrie électronique. Ces matériaux peuvent servir de voies de dissipation des charges et empêcher leur accumulation.

Pasi : Oui, et c’est là le problème. Cela semble simple et facile à comprendre, mais le sujet est plus complexe. C’est pourquoi les experts préfèrent utiliser des termes plus spécifiques tels que « dissipatif » ou « conducteur », qui sont définis.

Que veut-on dire généralement quand on parle de « matière antistatiques » ?

Toni : La raison d’être varie selon les secteurs : dans les espaces publics, les matériaux antistatiques sont utilisés pour réduire les sensations désagréables et l’attraction de la poussière, tandis que dans l’industrie électronique, ils servent à réduire l’accumulation de charges qui peuvent augmenter le risque de dommages liés aux décharges électrostatiques.

Les sacs en PE roses sont souvent appelés « sacs antistatiques ».

Pasi : Les sacs roses en sont un parfait exemple : ils contiennent des additifs chimiques qui migrent vers la surface. Ces additifs absorbent l’humidité de l’air.

Cette humidité forme une couche conductrice temporaire. Par conséquent, l’« antistatique » est souvent un traitement de surface temporaire qui réduit l’accumulation d’électricité statique et dépend fortement de l’humidité ambiante. Les performances ne peuvent être garanties pendant toute la durée de vie du produit, et elles sont susceptibles d’être moins bonnes dans les climats froids et secs.

Comment fonctionnent les additifs antistatiques ? Et quelles sont leurs limites ?

Pasi : Les additifs antistatiques courants sont des produits chimiques qui se déplacent (c’est-à-dire migrent) vers la surface des produits.

• Ils sont quelque peu incompatibles avec la chimie du polymère.
• La partie non compatible migre vers la surface au fil du temps.
• L’humidité ambiante adhère à la surface et devient capable de dissiper les charges électrostatiques.

Ce mécanisme fonctionne, mais présente certaines limites évidentes :

1) Ils ont besoin d’humidité pour fonctionner efficacement.

Lorsque l’humidité est faible, la couche d’humidité est moins dense, voire inexistante. Ces ingrédients tensioactifs peuvent également réagir avec d’autres substances présentes.

2) Les performances changent avec le temps.

À mesure que les additifs migrent vers la surface, la concentration à l’intérieur du polymère diminue. Le vieillissement et l’usure des matériaux entraînent l’épuisement des ingrédients efficaces et, à un certain moment, la surface ne peut plus se régénérer.

3) Les plages de résistivité sont limitées.

Le niveau de résistance typique est d’environ 10^10 à 10^12 ohms.

4) Problèmes liés aux réglementations et aux certifications d’usine.

Comme les performances dépendent de l’humidité, de la manipulation, de l’usure de la surface, du temps et du succès du processus de conversion, les sources de défaillance sont nombreuses. Les zones EX exigent également une résistance de surface inférieure à 1 GOhm (ou 10^9 ohms), ce qui est difficilement réalisable avec des solutions migratoires.

Qu’en est-il des matériaux antistatiques ou dissipatifs permanents ?

Toni : Le terme « antistatique » est dépassé dans l’industrie électronique. Les solutions permanentes de contrôle ESD fonctionnent de manière totalement différente des matériaux antistatiques. Elles forment un réseau conducteur permanent à l’intérieur du plastique.

Cela signifie :

• Les performances sont intégrées, elles ne sont pas seulement appliquées à la surface.
• Aucune migration de l’agent fonctionnel.
• Dépendance relativement faible à l’humidité.
• La résistivité est généralement stable pendant toute la durée de vie du produit.

Pasi : Comme la conductivité provient de la structure même du matériau, les performances des composés PRE-ELEC® sont permanentes et reproductibles. C’est pourquoi ces matériaux sont utilisés dans les plateaux ESD, les boîtiers ATEX et d’autres applications critiques. Le noir de carbone électriquement conducteur ou les polymères intrinsèquement dissipatifs (IDP) offrent une large gamme de résistivité allant jusqu’à 10^11 Ω. Les solutions à base de carbone les plus conductrices que nous proposons se situent dans une gamme de quelques ohms, ce qui les rend même adaptées à des fins de blindage contre les interférences électromagnétiques (EMI).

Quelle terminologie devrions-nous utiliser à la place de « matières antistatiques » ?

Toni : Voici une règle simple : Lorsque nous parlons de contrôle permanent de l’électricité statique, les termes suivants sont plus appropriés :

• Dissipatif électrostatique
• Conducteur électrostatique
• Matériaux de contrôle électrostatique

Le terme « antistatique » ne devrait pas être utilisé dans l’industrie électronique. 

Pasi : Une terminologie claire facilite la vie de tout le monde : concepteurs, ingénieurs, acheteurs et responsables de la sécurité.

Que propose Premix pour le contrôle permanent de l’électricité statique ?

Pasi : Les composés et concentrés PRE-ELEC® offrent :

• Des propriétés de contrôle permanent de l’électricité statique.
• Une résistivité stable (10^0 Ω à 10^11 Ω).
  • Des solutions carbones jusqu’à 10^8 Ω
  • Des produits IDP de 10^8 Ω à 10^11 Ω

• Une large gamme de polymères
  • par exemple, PP, PS, PE, PA, PC/ABS, PBT, TPU, TPE

• Des performances fiables pour 
  • le contrôle électrostatique
  • la protection contre les problèmes électromagnétiques (câbles, EMI)
  • les applications de capteurs (embouts de pipettes, appareils électroniques portables)

Et comme nous adaptons les matériaux aux besoins de nos clients, nous pouvons atteindre des objectifs spécifiques en matière de résistivité, d’exigences mécaniques, de besoins de traitement, d’objectifs de durabilité et d’autres exigences essentielles.

Conclusion

Le terme « matière antistatique » peut sembler simple, mais il cache une grande complexité. L’utilisation d’une terminologie appropriée permet de garantir la sécurité, la conformité et le choix du bon matériau dès le départ. Plus nous clarifions cela dans l’industrie, plus les coordinateurs ESD, les ingénieurs, les concepteurs et les équipes d’approvisionnement peuvent prendre de meilleures décisions.

POLYMIX distribue les solutions PREMIX et accompagne ses clients dans le choix de matériaux dissipatifs ou conducteurs adaptés à leurs applications ESD, ATEX et industrielles.

👉 N’hésitez pas à nous contacter pour toute question technique ou demande de solution.

🔗 Article original PREMIX : What Does “Antistatic Material” Actually Mean?