1. 热塑性聚合物用作绝缘体

由于其本身性质，热塑性聚合物（如 PE、PS、PA、PC）可用作绝缘体，这在许多应用中都很有价值。 但是，在某些应用中，只需要导电性材料。 在 ESD 应用（静电释放）— 即需要将静电释放产生的问题最小化的应用中便是如此。 在这些应用中，需要具有永久导电性的塑料。

2. 度量单位

 

材料的电导率用西门子 (Siemens) 表示。 而实际上，人们并不是测量塑料的电导率，而是测量其倒数值，即电阻率。

电阻率的计量单位是欧姆。 普通塑料都是绝缘材料，其电阻率为 10E14 欧姆。 金属则处于该值域的另一端，其电阻率值为 10E-4 至 10E-8 欧姆。

为了将塑料用于 ESD 应用，必须将其电阻率降低。 导电材料（电阻率 < 10E5 欧姆）或耗散材料（电阻率在 10E6 至 10E9 之间）均可使用。 此处提及的电阻率值必须不随时间的推移而改变。 为达到这些电阻率值，可在塑料中添加炭黑，以便用于 ESD 应用。

3. ESD： 问题与解决方案

静电电荷是由两种材料表面摩擦所产生。 但事实上 ESD 问题并不是此类静电电荷的产生，而是其释放。 当两个具有不同静电电位的物体接触时，或当它们受到静电场（根据 CECC00015 中的定义）感应时，便会发生静电释放。

实例： 一个人走过合成纤维地毯时，他就会带有静电，但根本不会察觉。 如果这个人触摸门把手（0 伏），他就会受到静电电击。 在这种情况下，并没有危险。 但是在某些情况下，静电释放可能会有灾难性的影响。

ESD 的产生和后果： 静电电荷的产生不可避免。 但是，通过使用导电材料来取代绝缘材料，可以防止剧烈的静电释放。 在导电材料上，静电电荷不会累积，而是在其产生之后立即被导入接地点。 这就意味着不再有任何电压差。

如果 ESD 的释放强度足够大，就会引起粉末或液体自燃，并导致火灾或爆炸，从而产生灾难性的后果。 例如，当存在易爆燃料/气体混合物时，静电释放会产生火花从而引起加油站火灾。 此类实例还包括谷粮仓的爆炸。

为此，导电化合物被用于安全应用。 典型的应用是有爆炸风险的区域（例如矿井、化工厂等）所用的管道和软管。 另一个应用实例是易燃粉末的包装或盛装易燃液体的吹塑容器，例如，备用燃料包壳、用于集装袋和技术性注射成型部件的导电纤维。

电子工业中的 ESD： 另一个具有 ESD 风险的是电子工业。 一个走过合成纤维地毯的人所带的静电可以高达 35,000 伏！ 如果这个人拿起电子元件，就可能造成该元件或大或小的损害。 30 至 7,000 伏的电压足以毁坏电脑芯片。 由于电子工业的趋势是制造更小和性能更高的芯片，所以 ESD 的风险每时每刻都在增加。

因此，在电子工业中导电塑料有以下应用：电子电路板的运输系统和储存箱，电子元件的包装袋，芯片型材和薄膜包装，以及托盘的热成型片材。

在 EPA（或 ESD 防护区域）环境中要求使用所有这些制品。 在电子工业中，电路板或电子设备就是在此类 EPA 环境下进行组装。 使用的所有设备和材料都是导电和接地的，以避免静电释放。

 

4. ESD 化合物

卡博特提供多种用于 ESD 应用的 CABELEC® ESD 产品。 这些化合物基于导电炭黑，而导电炭黑内置于改性聚合物基体中。 这些化合物基于多种聚合物类型（如 PE、PP、PS、PC、PA、POM），专为挤压、注射成型和吹塑成型工艺而特别开发。 所用的导电炭黑类型的显著特点是极小的粒度、高比表面积和高结构。

炭黑的添加：

聚合物中炭黑的添加量要足够高，以便炭黑颗粒相互接触，或它们之间的距离小于 10 nm。 炭黑的添加量和所达到的电阻率间的关系通过渗流曲线表示。 该曲线为炭黑和聚合物所特有。炭黑必须均质地分布于聚合物基体中。 共混时的剪切力必须保证炭黑的最佳分散且不能破坏其结构。 基体聚合物的性质会因为添加炭黑而改变（请参阅以下表格）。 因此，通过混合物的改性创造出了具有一定电性能和机械性能的导电化合物。

添加炭黑后，可以看到：

 

增加了：	降低了：
传导性 弯曲模量 拉伸强度 硬度 热变形温度	冲击强度 伸长率 熔融指数

 

多数情况下，由于所用炭黑的吸湿性，加工者应对填充了炭黑的化合物进行预干燥。 CABELEC ESD 化合物可以使用普通生产设备进行加工。 但是，必须使用低剪切力进行加工，以达到所需的电特性。