Blindaje EMI
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Blindaje EMI
Las aplicaciones de blindaje EMI de poliolefinas no se mencionan con frecuencia, ya que la mayoría de los dispositivos electrónicos utilizan polímeros de ingeniería como materiales de envoltura. Sin embargo, uno podría esperar más aplicaciones electrónicas en las que se recurriría al polipropileno de bajo costo para encerrar dispositivos electrónicos sensibles. Cada vez más de estos dispositivos requieren que el ruido electromagnético o las frecuencias de radio a las que emiten o que estén expuestos no interfieran con el funcionamiento de otros dispositivos o su propio funcionamiento. Los intereses de los consumidores y algunas regulaciones gubernamentales garantizarán que los fabricantes de dispositivos siempre estén buscando mejores formas rentables de proteger los dispositivos de EMI, ya sea que la energía electromagnética provenga de otros dispositivos, señales de radio perdidas o líneas eléctricas. Para el blindaje EMI dentro del material de envoltura de plástico de un dispositivo (en lugar de agregarse como pintura conductora o lámina de metal), generalmente se proponen fibras conductoras o rellenos como agentes internos. Estos aditivos Por lo general, debe reducir la resistividad de la superficie por debajo de 105 ohm / sq para que se considere efectiva. El método estándar más apropiado para determinar la efectividad del blindaje EMI (SE) de los materiales compuestos es ASTM D4935, que mide la transmisión de ondas electromagnéticas de varias frecuencias.
Rellenos conductores para blindaje EMI
Como se mencionó anteriormente, los aditivos como carbon black o cargas de metal ofrecen varios niveles de conductividad en una resina. Los investigadores han reportado varios resultados de SE con estos rellenos en PP. Por ejemplo, pruebas ha determinado umbrales de carga de conductividad EMI de alrededor del 5% en volumen (20% en peso) para CB en PP, que proporciona valores de SE similares a 5 escamas de aluminio en 5% en volumen (20-40% en peso) en PP. Otros investigadores han mezclado estos dos materiales en una resina para obtener mejores resultados. Sin embargo, con las altas cargas requeridas para EMI, el impacto negativo en las propiedades mecánicas puede ser significativo. Ya sea que estos rellenos se usen para propósitos de ESD o EMI, se dice que los agentes de acoplamiento de silano, titanato o zirconato mejoran los efectos de un relleno conductivo sin reducir las propiedades mecánicas. Según se informa, estos agentes de acoplamiento disminuyen la viscosidad de la masa fundida, desaglomeran las partículas conductoras y aumentan la dispersión. Incluso se dice que las formas de agentes de zirconato agregados solos, a una concentración del 1%, facilitan las transferencias de electrones y crean propiedades antiestáticas permanentes en olefinas y otros polímeros.
Fibras conductoras para blindaje EMI
Las fibras de acero inoxidable tienen relaciones de aspecto de 500 o más, lo que las hace efectivas con solo un pequeño porcentaje de volumen (10 20% en peso) de carga. Incluso en una fracción de bajo volumen, su densidad relativamente alta puede agregar una masa significativa a una aplicación. Estas fibras requieren un procesamiento más suave en las operaciones de moldeo, con temperaturas más altas y presiones de inyección más bajas necesarias para evitar la rotura de la fibra y optimizar la dispersión. El beneficio del acero inoxidable es que no desarrolla el revestimiento oxidado grueso como otros metales, lo que, al oxidarse con el tiempo, reduciría la conductividad. Las fibras de carbono (recubiertas de níquel o de otro tipo) en la resina también ofrecen conductividad EMI y propiedades positivas para un compuesto, aunque a algún costo (como se discute en el próximo capítulo). Puede ser necesario al menos 5-10% en peso de fibra de carbono para alcanzar el umbral de percolación. Mientras tanto, la dispersión adecuada y la integración de fibras de carbono de baja densidad con poliolefinas puede ser difícil, pero es clave para obtener conductividad. Sin embargo, en comparación con los recubrimientos de metalización conductores externos para el blindaje EMI, estas fibras conductoras internas pueden ser más rentables. Por ejemplo, aunque el 15% en peso de fibras de acero inoxidable puede agregar un 50% al costo de un compuesto, los costos totales de la parte aún deberían ser menores que los costos de metalizar una parte no conductora en una operación secundaria, debido a la fijación, manipulación de la operación de recubrimiento, inventario y costos de salud y seguridad.