Materiales conductores de electricidad

Se trata de materiales fabricados mediante la dispersión de diversas cargas conductoras de electricidad en una matriz termoplástica. La capacidad de transportar cargas eléctricas de forma más o menos eficaz proviene del contacto entre las partículas conductoras. Normalmente, LATISTAT son materiales antiestáticos con negro de humo, LATIOHM contiene fibras de carbono o modificadores conductores que pueden colorearse, y LATISHIELD ofrece propiedades de apantallamiento electromagnético gracias a las fibras de acero.

Con las formulaciones adecuadas, la resistividad de los plásticos puede reducirse en más de diez órdenes de magnitud, alcanzando valores típicos en el rango de 10¹-10⁴ ohm*cm. Excluyendo los materiales estrictamente antiestáticos (10^8-10^10 ohm), la naturaleza constitutiva de estos productos no permite garantizar valores de resistividad eléctrica precisos, sino más bien dentro de un rango razonable o por debajo de ciertos valores máximos.

En todas aquellas situaciones en las que la acumulación de cargas electrostáticas y las diferencias de potencial supongan un peligro o dificulten el correcto funcionamiento de la pieza. Por ejemplo, en atmósferas explosivas contempladas por la normativa ATEX o para proteger equipos electrónicos; pero también en todas las situaciones en las que se desee evitar la acumulación de electricidad estática que pueda, por ejemplo, atraer polvo o crear chispas peligrosas.

Aunque es baja, la resistividad eléctrica de LATIOHM sigue siendo mucho mayor que la del cobre y el aluminio. Por lo tanto, los compuestos LATIOHM no son adecuados para transportar corrientes elevadas, pero funcionarán correctamente, por ejemplo, en el campo de los sensores.

Para garantizar un apantallamiento excelente, es mejor adoptar los grados de la familia LATISHIELD, fabricados mediante la dispersión de una cantidad variable de fibras de acero en la matriz plástica, con los que se puede obtener un apantallamiento ampliamente suficiente para la mayoría de las aplicaciones sensibles.

La conductividad está garantizada por el número de contactos entre las partículas conductoras: el material empieza a mostrar propiedades eléctricas solo por encima de un determinado número de contactos (umbral de percolación). Por tanto, es fundamental preservar la integridad de las partículas, por ejemplo, las fibras de acero o de carbono. Debe evitarse un esfuerzo mecánico excesivo en el moldeo: velocidades elevadas, paredes y sistemas de alimentación demasiado finos.

El color natural de los compuestos LATISTAT y LATIOHM es el negro debido a las cargas utilizadas, consistentes en carbono en forma de grafito, negro de humo, fibras o nanotubos. Sin embargo, LATIOHM PD02 incorpora aditivos poliméricos conductores, macromoléculas que permiten tanto la antiestaticidad como la colorabilidad en cualquier tono. También existe toda una familia de LATIOHM con fibras de carbono (PD01, PD03, PD08) que, con algunas limitaciones, siguen siendo coloreables.

Una resistividad muy baja puede crear problemas, por ejemplo, en el caso de insertos metálicos sobremoldeados a los que se aplica una tensión eléctrica. En tal caso, podría producirse una dispersión a tierra o un cortocircuito. Si se destinan a carcasas que contienen sistemas de transmisión o antenas, una conductividad demasiado alta también puede crear problemas eléctricos en este caso.

Con un material plástico intrínsecamente conductor, es posible asegurar piezas sujetas a la acumulación de cargas electrostáticas sin recurrir a complejas y costosas operaciones de puesta a tierra. Las carcasas para entornos ATEX pueden fabricarse sustituyendo al metal. Los productos con fibras de acero hacen innecesarios los exigentes tratamientos de metalización en las piezas de plástico. Todo ello en beneficio del coste final del objeto y, naturalmente, del medio ambiente.

La resistividad depende de la geometría del artefacto, de los parámetros de inyección y del método con el que se mida. Estas tres variables podrían llevar a detectar, en la pieza moldeada, valores diferentes a los indicados en la ficha técnica. No obstante, se recomienda realizar siempre la medición con los instrumentos y métodos impuestos por la normativa ATEX, con superficies de contacto adecuadas (se recomienda el uso de pintura conductora) y tensiones de ensayo apropiadas (100-500 V).

Aunque la mayoría de las cargas y aditivos utilizados en estos productos no son aptos para el contacto con alimentos, se han desarrollado algunas formulaciones particulares de PD02 (antiestático sobre base de PP) y PD10 que son aptas para el contacto con alimentos según la normativa europea.