Elektrisch leitfähige Kunststoff-Compounds: Erfahrung (plus Innovationsstärke) macht den Meister.

Die Kunst des Compoundierens von elektrisch leitfähigen Compounds besteht für Materialentwickler darin, verschiedene leitfähige Füll- und Verstärkungsstoffe in einer Polymermatrix zu integrieren. Für einen Compound, der auch die detailliertesten Anforderungen an weitere strukturelle Eigenschaften erfüllt – seien es zum Beispiel mechanische Festigkeit oder Steifigkeit oder Zähigkeit. Und das langfristig/konsequent – Charge für Charge. Wie alle Künste, beherrscht man auch diese nicht einfach „mal eben so”. Aber innerhalb von mehreren Dekaden tut sich da schon eine ganze Menge … 

Lange her?! Elektrisch leitfähige Compounds kamen vor rund 50 Jahren erstmals auf den Markt. 

Elektrisch leitfähige Kunststoff-Compounds traten ihren Siegeszug bereits in den 1970er Jahren an. Sehr schnell ersetzten sie Metalle in Anwendungen – in denen eine elektrostatische Ableitung oder elektrische Leitfähigkeit gefordert war – durch die Eröffnung bislang nicht gekannter Gestaltungspielräume und eine erhöhte Produktivität. Durch diese damals revolutionär neue Materialgruppe konnten unter anderem moderne Büro- oder Textilverarbeitungsmaschinen und elektrische Baugruppen erst Realität werden. 

Seit 1983 mit einem eigenen Geschäftsbereich mit von der Partie in diesem Marktsegment: Die Entwicklungsingenieure und Chemiker von LEHVOSS. Mit einem Fokus auf die besagten Büro- und Textilmaschinen begannen die Materialentwickler mit dem Aufbau eines Portfolios, das sich heute von Standard-Thermoplasten (wie PP oder PS), über technische Kunststoffe (wie PC, PC/ABS, PBT oder PA) bis hin zu Hochleistungskunststoffen (wie PEI, PPS oder PEEK) erstreckt.  

Entscheidend war und ist dabei die kontinuierliche Integration von Polymeren sowie innovativer Additive beziehungsweise Faserverstärkungen. Dazu zählen – neben den herkömmlichen/traditionellen Materialien wie beispielsweise Carbonfasern, Graphit und Metallfasern auch innovative Ansätze wie zum Beispiel Carbon Nano Tubes (CNT). Ebendiese wurden schon zu Beginn der 2000er Jahre in LEHVOSS-Compounds eingesetzt.  

Die konsequente Weiterentwicklung von elektrisch leitfähigen Compounds durch technologische Exzellenz: Von der freien Kombinierbarkeit von Füllstofftechnologie und Polymer. 

Die Möglichkeit, eine Füllstofftechnologie auf jedes Polymer übertragen zu können, bietet eine breite Palette von Vorteilen: 

• Vielseitigkeit der Anwendungen: Die Unabhängigkeit von einem bestimmten Polymer ermöglicht es dem erfahrenen Compoundeur, eine breite Palette von Polymeren mit verschiedenen Eigenschaften zu verwenden. Dies erhöht die Vielseitigkeit der elektrisch leitfähigen Compounds und eröffnet Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Industriezweigen.

• Anpassung an praktisch jede Anforderungen: Verschiedene Branchen und Anwendungen erfordern unterschiedliche Materialeigenschaften und damit den Einsatz verschiedener Polymere und Additive. Die Expertise, die Füllstofftechnologie passend zum Polymer einzusetzen, ermöglicht es dem Compoundeur, maßgeschneiderte Lösungen für noch so spezifische Anforderungen zu entwickeln.

• Optimierung der Materialleistung: Die Auswahl des Polymers und der Additive erfolgt je nach den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts. Die Unabhängigkeit in puncto Rohstoffauswahl ermöglicht es einem richtig guten Compoundeur, das geeignetste Polymer und Additiv/die geeignetsten Additive für die jeweilige Anwendung zu wählen und gleichzeitig die gewünschten elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften zu erreichen.

• Flexibilität bei Materialbeschaffung: Wenn ein Compoundeur unabhängig von einem bestimmten Polymer arbeiten kann, erhöht dieses maßgeblich die Flexibilität in puncto Materialbeschaffung. Es ermöglicht sowohl die freiere Nutzung von verfügbaren beziehungsweise bevorzugten Polymeren auf dem Markt als auch eine leichtere Rohstoffbeschaffung. Dies ist sowohl ökonomisch als auch technologisch von Vorteil, da stets das – gemäß der ausschlaggebenden Parameter – optimal geeignete Material zum Einsatz kommen kann.

• Erweitertes Innovationspotential: Der Compoundeur kann verschiedene Materialkombinationen erforschen und neuartige elektrisch leitfähige Compounds entwickeln, die den sich ständig verändernden Anforderungen des Marktes besser gerecht werden.

Innovation durch Präzision. Bestes Beispiel: Die exakte Einstellmöglichkeiten von Ohm- und Gigahertz-Bereichen 

Sowohl in puncto Absorptionsverhalten von beispielsweise Radarsensoren als auch im Rahmen des bewussten, genau gesteuerten Leitfähigkeitsmanagements stellt die präzise Einstellmöglichkeit eines elektrisch leitfähigen Compounds einen Schlüsselfaktor dar, um sicherzustellen, dass Materialien den spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen gerecht werden. Ein richtig guter Compoundeur ist dabei in der Lage, die elektrische Leitfähigkeit eines Compounds zum Beispiel in einem Bereich von 105 bis 107 Ohm einzustellen beziehungsweise das Absorptionsverhalten für Radarsensoren bei 77 Gigahertz anzupassen. 

Fazit: Die Anpassungsfähigkeit an die Anwendung ist das A&O 

Die Anforderungen an elektrisch leitfähige Compounds haben sich seit den „Kindertagen” in den 1970ern teilweise diametral verändert. Die Entwicklungen in der Mikroelektronik oder in der Nanotechnologie beziehungsweise die Miniaturisierung oder auch die extreme Ausweitung von Anwendungstechnologien stellen immer neue Herausforderungen an die Compounds.  

Ein gutes Beispiel dafür ist das Thema Isotropie: Um Isotropie in elektrisch leitfähigen Bauteilen wie zum Beispiel  Wafer Carriern sicherzustellen, muss ein exzellenter Compoundeur leitfähige Materialien homogen in der Polymermatrix verteilen, den Compoundierungsprozess hochpräzise steuern, Formulierungen anpassen können und ein tiefes Verständnis für die Materialstruktur besitzen. Einerseits. 

Andererseits muss er auch über ein tiefes Verständnis für die Anwendungstechnik verfügen und vor allem auch das Zusammenspiel zwischen Materialentwickler, Chemiker, Materialwissenschaftler, Teilekonstrukteur und Teileproduzenten verstehen und „beherrschen”.  

LEHVOSS kann das. Probieren Sie es aus. Wenden Sie sich vertrauensvoll an uns. Wir kapieren und compoundieren das, worauf es wirklich ankommt. 

Weitere Informationen zu unserer Materialkompetenz "Leitfähigkeit" finden Sie auf der Website: