Materiali elettricamente conduttivi

Si tratta di materiali realizzati disperdendo in una matrice termoplastica diverse cariche elettricamente conduttive. Dal contatto fra le particelle conduttive ha origine la capacità di trasportare cariche elettriche in modo più o meno efficace. Tipicamente i LATISTAT sono materiali antistatici con carbon black, i LATIOHM contengono fibre di carbonio o modificanti conduttivi che possono essere colorati, i LATISHIELD offrono le proprietà di schermatura elettromagnetica grazie a fibre d’acciaio.

Con le opportune formulazioni si può ridurre la resistività delle plastiche di oltre dieci ordini di grandezza, arrivando a valori tipici nel campo di 10¹-10⁴ ohm*cm. Se si escludono i materiali strettamente antistatici (10^8-10^10 ohm), la natura costitutiva di questi prodotti non permette di garantire valori di resistività elettrica puntuali bensì all’interno di un ragionevole intervallo o al di sotto di alcuni valori massimi.

In tutte quelle situazioni in cui l’accumulo di cariche elettrostatiche e differenze di potenziale rappresenti un pericolo o ostacoli il buon funzionamento del pezzo. Per esempio, nel caso delle atmosfere esplodibili cui fa riferimento la normativa AtEX o per proteggere apparecchiature elettroniche; ma anche per tutte quelle situazioni in cui si vuole evitare l’accumulo di elettricità statica che può, per esempio, attrarre polveri o creare pericolose scintille.

Per quanto bassa, la resistività elettrica dei LATIOHM è comunque molto più elevata di quella di rame e alluminio. Quindi i compound LATIOHM non sono adatti per il trasporto di correnti elevate mentre funzioneranno correttamente per esempio nell’ambito della sensoristica.

Per garantire un’ottima schermatura è meglio adottare i gradi della famiglia LATISHIELD, realizzati disperdendo nella matrice plastica una quantità variabile di fibre di acciaio con le quali si possono ottenere schermature ampiamente sufficienti per la maggior parte delle applicazioni sensibili.

La conduttività è assicurata dal numero di contatti fra le particelle conduttive: il materiale comincia a mostrare proprietà elettriche solo al di sopra di un certo numero di contatti (soglia di percolazione). Indispensabile quindi preservare l’integrità delle particelle, per esempio delle fibre di acciaio o carbonio. Sono da evitare eccessivi stress meccanici in stampaggio: elevate velocità, pareti e sistemi di alimentazione troppo sottili.

Il colore naturale dei compound LATISTAT e LATIOHM è nero per via delle cariche adottate, costituite da carbonio sottoforma di grafite, nerofumo, fibre o nanotubi. I LATIOHM PD02 presentano invece additivi conduttivi polimerici, macromolecole che consentono contestualmente sia l’antistaticità che la colorabilità in qualsiasi tinta. Esiste comunque una intera famiglia di LATIOHM con fibre di carbonio (PD01, PD03, PD08) che sono, con alcune limitazioni, comunque colorabili

Una resistività molto bassa può creare problemi, per esempio nel caso di inserti metallici sovrastampati cui è applicata una tensione elettrica. In tal caso ci potrebbe essere infatti una dispersione verso terra o un corto-circuito. Se destinati a involucri che contengono sistemi di trasmissione o antenne, una conducibilità troppo elevata può, anche in questo caso, creare problemi di natura elettrica.

Con un materiale plastico intrinsecamente conduttivo è possibile mettere in sicurezza parti soggette all’accumulo di cariche elettrostatiche senza ricorrere a complesse e costose operazioni di messa a terra. Involucri per ambienti AtEX sono realizzabili sostituendo il metallo. I prodotti con fibre di acciaio rendono non necessari impegnativi trattamenti di metallizzazione su parti in plastica. A tutto vantaggio del costo finale dell’oggetto e naturalmente dell’ambiente.

La resistività dipende dalla geometria del manufatto, dai parametri di iniezione e dal metodo con cui la si misura. Queste tre variabili potrebbero portare a rilevare, sul pezzo stampato, valori diversi rispetto a quelli riportati sulla scheda tecnica. Tuttavia, si invita sempre a eseguire la misurazione con strumenti e modalità imposte dalla normativa ATEX, con superfici di contatto idonee (si consiglia l’uso di vernice conduttiva) e tensioni di prova adeguate (100-500 V).

Sebbene la maggior parte di cariche e additivi utilizzati in questi prodotti non sia idonea al contatto con alimenti, sono state messe appunto alcune formulazioni particolari di PD02 (antistatico su base PP) e PD10 idonee al contatto con alimenti secondo la normativa europea.