¿Qué significa realmente «material antiestático»?

Este artículo ha sido redactado por los especialistas en control de electricidad estática de PREMIX, en colaboración con Cascade Metrology.

Se basa en conversaciones con Toni Viheriäkoskiexperto en ESD de Cascade Metrology, y Pasi Seppäläde PREMIX, que comparten sus conocimientos sobre terminología, rendimiento y diferencias fundamentales entre los aditivos antiestáticos temporales y los materiales antiestáticos (o disipativos) permanentes.

En el marco de nuestra colaboración con PREMIX, compartimos esta información técnica para que nuestros clientes y socios industriales puedan acceder a ella fácilmente.

¿Qué significa realmente «material antiestático»? ¿Y por qué es tan confuso? «Material antiestático» es uno de los términos más utilizados, pero mal entendidos, en plásticos y fabricación. Lo oímos en envases, electrónica, logística, sanidad e incluso bienes de consumo. Pero en contextos técnicos como la protección contra descargas electrostáticas (ESD) y atmósferas explosivas (ATEX/EX), los expertos advierten que el término no debe utilizarse en absoluto.

¿Por qué es confuso el término «material antiestático»?

Toni Antiestático: Porque se utiliza en muchos sectores sin una definición coherente. A los equipos de marketing les encanta la palabra «antiestático» porque suena sencilla: un material que «evita la electricidad estática». Pero en los entornos regulados, el término es inexacto e impreciso.

En el control ESD, los entornos ATEX o la normalización (IEC, ANSI/ESD), la palabra «antiestático» se utiliza poco porque se emplea incorrectamente y no está definida en las normas de la industria electrónica. Estos materiales pueden actuar como canales para disipar las cargas y evitar que se acumulen.

Pasi Sí, y ése es el problema. Parece sencillo y fácil de entender, pero el tema es más complejo. Por eso los expertos prefieren utilizar términos más específicos, como «disipativo» o «conductor», que sí están definidos.

¿A qué nos referimos generalmente cuando hablamos de «materiales antiestáticos»?

Toni : La justificación varía de un sector a otro: en los espacios públicos, los materiales antiestáticos se utilizan para reducir las sensaciones desagradables y la atracción de polvo, mientras que en la industria electrónica se utilizan para reducir la acumulación de cargas que pueden aumentar el riesgo de daños por descargas electrostáticas.

Las bolsas de PE rosas suelen denominarse «bolsas antiestáticas».

Pasi Pasi: Las bolsas rosas son un ejemplo perfecto: contienen aditivos químicos que migran a la superficie. Estos aditivos absorben la humedad del aire.

Esta humedad forma una capa conductora temporal. En consecuencia, «antiestático» suele ser un tratamiento temporal de la superficie que reduce la acumulación de electricidad estática y depende en gran medida de la humedad ambiental. No se puede garantizar el rendimiento durante toda la vida útil del producto, y es probable que sea peor en climas fríos y secos.

¿Cómo funcionan los aditivos antiestáticos? ¿Y cuáles son sus limitaciones?

Pasi Pasi: Los aditivos antiestáticos comunes son sustancias químicas que se desplazan (es decir, migran) a la superficie de los productos.

• Son algo incompatibles con la química de los polímeros.
• La parte no compatible migra a la superficie con el tiempo.
• La humedad ambiental se adhiere a la superficie y es capaz de disipar las cargas electrostáticas.

Este mecanismo funciona, pero tiene algunas limitaciones evidentes:

1) Necesitan humedad para funcionar eficazmente.

Cuando la humedad es baja, la capa de humedad es menos densa o incluso inexistente. Estos ingredientes tensioactivos también pueden reaccionar con otras sustancias presentes.

2) El rendimiento cambia con el tiempo.

A medida que los aditivos migran a la superficie, la concentración dentro del polímero disminuye. A medida que los materiales envejecen y se desgastan, los ingredientes eficaces se agotan y, en algún momento, la superficie ya no puede regenerarse.

3) Los rangos de resistividad son limitados.

Los niveles típicos de resistencia rondan entre 10^10 y 10^12 ohmios.

4) Problemas relacionados con la normativa y las certificaciones de fábrica.

Como el rendimiento depende de la humedad, la manipulación, el desgaste de la superficie, el tiempo y el éxito del proceso de conversión, hay muchas fuentes de fallo. Las zonas EX también requieren una resistencia superficial inferior a 1 GOhm (o 10^9 ohmios), que es difícil de conseguir con las soluciones migratorias.

¿Y los materiales antiestáticos o disipativos permanentes?

Toni El término «antiestático» está anticuado en la industria electrónica. Las soluciones de control permanente de la ESD funcionan de forma totalmente distinta a los materiales antiestáticos. Forman una red conductora permanente en el interior del plástico.

Es decir:

• El rendimiento está integrado, no sólo aplicado a la superficie.
• No hay migración del agente funcional.
• Dependencia relativamente baja de la humedad.
• La resistividad suele ser estable durante toda la vida útil del producto.

Pasi Como la conductividad procede de la propia estructura del material, el rendimiento de los compuestos PRE-ELEC® es permanente y reproducible. Por eso estos materiales se utilizan en bandejas ESD, cajas ATEX y otras aplicaciones críticas. El negro de humo conductor de la electricidad o los polímeros intrínsecamente disipadores (PID) ofrecen una amplia gama de resistividades de hasta 10^11 Ω. Las soluciones basadas en carbono más conductoras que ofrecemos están en el rango de unos pocos ohmios, lo que las hace adecuadas incluso para fines de apantallamiento contra interferencias electromagnéticas (EMI).

¿Qué terminología deberíamos utilizar en lugar de «materiales antiestáticos»?

Toni : He aquí una sencilla regla empírica: cuando hablamos de control estático permanente, los siguientes términos son más apropiados:

• Disipador electrostático
• Conductor electrostático
• Materiales de control electrostático

El término «antiestático» no debe utilizarse en la industria electrónica.

Pasi Una terminología clara facilita la vida a todos: diseñadores, ingenieros, compradores y responsables de seguridad.

¿Qué ofrece Premix para el control permanente de la electricidad estática?

Pasi Los compuestos y concentrados PRE-ELEC® ofrecen :

• Propiedades de control permanente de la electricidad estática.
• Resistividad estable (de 10^0 Ω a 10^11 Ω).
  • Soluciones de carbono hasta 10^8 Ω
  • Productos IDP de 10^8 Ω a 10^11 Ω

• Una amplia gama de polímeros
  • Por ejemplo, PP, PS, PE, PA, PC/ABS, PBT, TPU, TPE

• Des performances fiables pour 
  • control electrostático
  • protección contra problemas electromagnéticos (cables, EMI)
  • aplicaciones de sensores (puntas de pipeta, dispositivos electrónicos portátiles)

Y como adaptamos los materiales a las necesidades de nuestros clientes, podemos cumplir objetivos específicos en cuanto a resistividad, requisitos mecánicos, necesidades de procesamiento, objetivos de durabilidad y otros requisitos esenciales.

Conclusión

El término «material antiestático» puede parecer simple, pero esconde una gran complejidad. Utilizar la terminología adecuada garantiza la seguridad, la conformidad y la elección correcta del material desde el principio. Cuanta más claridad podamos aportar al sector, mejores decisiones podrán tomar los coordinadores de ESD, los ingenieros, los diseñadores y los equipos de compras.

POLYMIX distribuye las soluciones PREMIX y ayuda a sus clientes a elegir materiales disipadores o conductores para sus aplicaciones ESD, ATEX e industriales.

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🔗 Artículo original PREMIX : ¿Qué significa realmente «material antiestático»?