Was bedeutet „antistatisches Material“ wirklich?

Dieser Artikel wurde von den Spezialisten für die Kontrolle statischer Elektrizität bei PREMIX in Zusammenarbeit mit Cascade Metrology verfasst.

Er stützt sich auf den Austausch mit Toni Viheriäkoski, ESD-Experte bei Cascade Metrology, und Pasi Seppälä.von PREMIX, die hier ihr Fachwissen über die Terminologie, die Leistung und die grundlegenden Unterschiede zwischen temporären antistatischen Zusätzen und permanenten antistatischen (oder dissipativen) Materialien teilen.

Im Rahmen unserer Partnerschaft mit PREMIX teilen wir diese technischen Informationen, um sie unseren Kunden und Industriepartnern leicht zugänglich zu machen.

Was bedeutet „antistatisches Material“ wirklich? Und warum sorgt er für so viel Verwirrung? „Antistatisches Material“ ist einer der am häufigsten verwendeten, aber auch am meisten missverstandenen Begriffe im Bereich der Kunststoffe und der Herstellung. Man hört ihn in den Bereichen Verpackung, Elektronik, Logistik, Gesundheitsfürsorge und sogar Konsumgüter. In technischen Zusammenhängen wie dem Schutz vor elektrostatischen Entladungen (ESD) und explosiven Atmosphären (ATEX/EX) warnen Experten jedoch, dass der Begriff überhaupt nicht verwendet werden sollte.

Warum ist der Begriff „antistatisches Material“ verwirrend?

Toni Weil es in vielen Bereichen verwendet wird, ohne dass es eine einheitliche Definition gibt. Marketingteams lieben das Wort „antistatisch“, weil es einfach klingt: ein Material, das „statische Elektrizität verhindert“. In regulierten Umgebungen ist der Begriff jedoch ungenau und unklar.

In der ESD-Kontrolle, in ATEX-Umgebungen oder in der Normung (IEC, ANSI/ESD) wird das Wort „antistatisch“ selten verwendet, da es falsch verwendet wird und in den Normen der Elektronikindustrie nicht definiert ist. Diese Materialien können als Ableitungswege für Ladungen dienen und deren Aufbau verhindern.

Pasi Ja, und das ist das Problem. Es scheint einfach und leicht verständlich zu sein, aber das Thema ist komplexer. Daher ziehen es Experten vor, spezifischere Begriffe wie „dissipativ“ oder „leitfähig“ zu verwenden, die definiert sind.

Was ist im Allgemeinen gemeint, wenn von „antistatischen Materialien“ die Rede ist?

Toni In der Elektronikindustrie werden sie verwendet, um die Ansammlung von Ladungen zu reduzieren, die das Risiko von Schäden durch elektrostatische Entladungen erhöhen können.

Rosa PE-Beutel werden oft als „antistatische Beutel“ bezeichnet.

Pasi Rosa Taschen sind ein perfektes Beispiel: Sie enthalten chemische Zusätze, die an die Oberfläche wandern. Diese Zusatzstoffe absorbieren die Feuchtigkeit aus der Luft.

Diese Feuchtigkeit bildet eine temporäre leitfähige Schicht. Daher ist „Antistatik“ oft eine vorübergehende Oberflächenbehandlung, die den Aufbau statischer Elektrizität reduziert und stark von der Umgebungsfeuchtigkeit abhängig ist. Die Leistung kann nicht über die gesamte Lebensdauer des Produkts garantiert werden und ist in kalten und trockenen Klimazonen wahrscheinlich weniger gut.

Wie funktionieren antistatische Zusätze? Und wo liegen ihre Grenzen?

Pasi Antistatische Zusätze: Gängige antistatische Zusätze sind Chemikalien, die sich an die Oberfläche der Produkte bewegen (d.h. wandern).

• Sie sind etwas inkompatibel mit der Chemie des Polymers.
• Der nicht kompatible Teil wandert im Laufe der Zeit an die Oberfläche.
• Die Umgebungsfeuchtigkeit haftet an der Oberfläche und ist in der Lage, elektrostatische Ladungen abzuleiten.

Dieser Mechanismus funktioniert, hat aber einige offensichtliche Einschränkungen:

1) Sie benötigen Feuchtigkeit, um effektiv zu funktionieren.

Bei niedriger Luftfeuchtigkeit ist die Feuchtigkeitsschicht weniger dicht oder gar nicht vorhanden. Diese oberflächenaktiven Bestandteile können auch mit anderen Stoffen reagieren.

2) Die Leistung ändert sich mit der Zeit.

Wenn die Zusatzstoffe an die Oberfläche wandern, nimmt die Konzentration innerhalb des Polymers ab. Durch Alterung und Abnutzung der Materialien werden die wirksamen Inhaltsstoffe aufgebraucht und irgendwann kann sich die Oberfläche nicht mehr regenerieren.

3) Die Bereiche des spezifischen Widerstandes sind begrenzt.

Der typische Widerstandswert liegt bei etwa 10^10 bis 10^12 Ohm.

4) Probleme mit Vorschriften und Fabrikzertifizierungen.

Da die Leistung von Feuchtigkeit, Handhabung, Oberflächenverschleiß, Zeit und dem Erfolg des Umwandlungsprozesses abhängt, gibt es viele Fehlerquellen. EX-Zonen erfordern auch einen Oberflächenwiderstand von weniger als 1 GOhm (oder 10^9 Ohm), was mit migratorischen Lösungen schwer zu erreichen ist.

Was ist mit antistatischen oder dauerhaft dissipativen Materialien?

Toni Der Begriff „antistatisch“ ist in der Elektronikindustrie überholt. Permanente ESD-Kontrolllösungen funktionieren völlig anders als antistatische Materialien. Sie bilden ein permanentes leitfähiges Netzwerk innerhalb des Kunststoffs.

Dies bedeutet :

• Die Leistungen sind integriert, sie werden nicht nur auf die Oberfläche angewendet.
• Keine Migration des funktionalen Agenten.
• Relativ geringe Abhängigkeit von Feuchtigkeit.
• Der spezifische Widerstand ist in der Regel während der gesamten Lebensdauer des Produkts stabil.

Pasi Da die Leitfähigkeit aus der Struktur des Materials selbst resultiert, ist die Leistung der PRE-ELEC® Verbindungen dauerhaft und reproduzierbar. Aus diesem Grund werden diese Materialien in ESD-Schalen, ATEX-Gehäusen und anderen kritischen Anwendungen eingesetzt. Elektrisch leitfähiger Ruß oder intrinsisch dissipative Polymere (IDP) bieten einen breiten Bereich an spezifischen Widerständen bis zu 10^11 Ω. Die leitfähigsten Lösungen auf Kohlenstoffbasis, die wir anbieten, liegen im Bereich von wenigen Ohm und sind daher sogar für Abschirmungszwecke gegen elektromagnetische Interferenzen (EMI) geeignet.

Welche Terminologie sollten wir anstelle von „antistatischen Materialien“ verwenden?

Toni Wenn wir über die ständige Kontrolle statischer Elektrizität sprechen, sind die folgenden Begriffe besser geeignet:

• Elektrostatisches Dissipativ
• Elektrostatischer Leiter
• Elektrostatische Kontrollmaterialien

Der Begriff „Antistatik“ sollte in der Elektronikindustrie nicht verwendet werden.

Pasi Eine klare Terminologie macht das Leben für alle einfacher: Designer, Ingenieure, Käufer und Sicherheitsbeauftragte.

Was bietet Premix für die permanente Kontrolle statischer Elektrizität?

Pasi PRE-ELEC® Verbindungen und Konzentrate bieten :

• Permanente Kontrolle der statischen Elektrizität.
• Ein stabiler spezifischer Widerstand (10^0 Ω bis 10^11 Ω).
  • Kohlenstofflösungen bis zu 10^8 Ω
  • IDP-Produkte von 10^8 Ω bis 10^11 Ω

• Eine breite Palette von Polymeren
  • z.B. PP, PS, PE, PA, PC/ABS, PBT, TPU, TPE

• Des performances fiables pour 
  • elektrostatische Kontrolle
  • Schutz vor elektromagnetischen Problemen (Kabel, EMI)
  • Sensoranwendungen (Pipettenspitzen, tragbare elektronische Geräte)

Und da wir die Materialien an die Bedürfnisse unserer Kunden anpassen, können wir spezifische Ziele in Bezug auf den spezifischen Widerstand, mechanische Anforderungen, Verarbeitungsbedürfnisse, Nachhaltigkeitsziele und andere wesentliche Anforderungen erreichen.

Schlussfolgerung

Der Begriff „antistatisches Material“ mag einfach erscheinen, verbirgt jedoch eine große Komplexität. Durch die Verwendung der richtigen Terminologie können Sicherheit, Konformität und die Wahl des richtigen Materials von Anfang an gewährleistet werden. Je mehr wir dies in der Industrie klären, desto bessere Entscheidungen können ESD-Koordinatoren, Ingenieure, Designer und Beschaffungsteams treffen.

POLYMIX vertreibt die PREMIX-Lösungen und unterstützt seine Kunden bei der Auswahl von dissipativen oder leitfähigen Materialien, die für ihre ESD-, ATEX- und Industrieanwendungen geeignet sind.

👉 Bitte zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, wenn Sie technische Fragen haben oder eine Lösung wünschen.

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