无论你是产品设计工程师，模具制造厂老板，注塑工厂老板，塑胶采购人员，或者塑胶销售从业人员等，塑胶的选择在产品开发生产过程中都是至关重要的。而相较于普通塑胶材料，导电防静电塑胶材料的选择，需要考虑和关注的因素更多。如果导电防静电塑料选材错误，可能导致制品的电性能达不到理想的要求、成本的激增、机械性能或者外观无法满足要求，甚至直接无法使用。作为一名在导电防静电塑料行业深耕十数年的从业人员，现在就带你深入了解导电防静电塑胶材料的分类和特性，让你快速掌握导静电材料选型实用技巧。
当我们设计一款新的导电防静电产品时，如果能够找到对标竞品，通过材料逆向分析，借鉴成熟方案是最快速和最便捷的方法。通过材料逆向分析，我们可以知道材料的电性能要求，材料的导电填料种类和添加比例，塑胶基材的种类和各组分的比例，添加剂的成分和含量等。具体的导电防静电材料逆向分析包括如下项目：
1.使用表面电阻仪、万用表等测定材料的表面电阻率；
2.通过观察制品的外观颜色和表面纹理确定导电填料的类型；
3.通过液体浮力法测定材料比重；
4.通过UL阻燃测试仪测试材料的阻燃性能；
5.使用傅里叶红外光谱（FTIR）识别基础树脂和部分官能团的类型；
6.使用热裂解气相色谱-质谱（Py-GC/MS），精准鉴定聚合物和有机添加剂；
7.通过热重分析测定材料无机填料的含量；
8.使用X射线荧光光谱（XRF）定性定量无机元素的含量（如阻燃剂中的溴锑、填料的硅钙等）；
9.使用扫描电镜-能谱（SEM-EDS）观察填料的形态并分析元素组成；
10.使用溶剂萃取小分子添加剂，然后通过色谱分析抗氧剂、紫外线吸收剂的含量；
11.使用核磁共振氢谱（¹H-NMR）测定共聚物的比例如PC/ABS各组分的占比；
12.通过差示扫描量热（DSC）测定材料的熔点、玻璃化转变温度、结晶度等；
另外，不同的产品会有不同的产品标准，比如一些防爆产品需要通过IEC ATEX等防爆指令，而托盘制品很多需要符合JEDEC等规范标准。
但更多时候找不到竞品可供参考，或者新产品开发时，启富塑胶凭借丰富的行业经验向您推荐选材6步法，它可以帮助您快速高效的找到适合的导电防静电塑胶材料。
第一步：性价比是永恒的主题，如何选择低成本导电防静电方案？
材料成本，一直是导电防静电制品项目开发的首要关注点。塑胶基材的价格差异巨大，从通用塑料PP、PE、ABS等10元左右的成；工程塑料PA PC POM等20元左右的成本；高温塑料PPS PPA LCP等50元左右的成本；到特种塑料PEEK PEI PPSU等100元以上的成本。选择对应成本的塑胶基材，有助于提高产品的竞争力。另外全新料和经济回料的价格也差异巨大。
导电填料的种类也有不同，具体价格也有很大差异，如炭黑的成本相对较低，而碳纳米管、碳纤维、本色永防母粒、不锈钢纤维等成本相对较高。因此炭黑也常用于PP,PE,ABS,PS,PA,PC等通用塑料和工程塑料，而很少用于PEEK,PEI等特种工程塑料。
极具性价比的PP炭黑防静电塑料
另外，加工成本也是成本的重要组成部分。相比通用塑料和工程塑料，特种工程塑料对模具的材质，机器如注塑机、挤出机和模温机的要求也更高。另外一些材料比如超高分子量聚乙烯和PTFE，材料粘度非常高，不适合用注塑机器加工。所以在材料选择时，比如防静电PP和防静电PC都能满足防静电托盘产品的要求，而防静电PP成本更低，加工温度和工艺更节省成本，当然优先选用防静电PP材料。此外，考虑导电防静电产品的使用寿命和维护成本，选择性价比高的导电防静电材料，能在长期使用中节省开支。
第二步：电阻的要求和电阻测试的方法，如何满足客户终端产品的要求？
作为导电防静电塑胶材料，材料的电阻要求和电阻的测试方法，是客户最为关注的一项指标。
高分子长效抗静电母粒改性的防静电塑胶，电阻稳定且不跳动，电阻通常做到7-9次方，而无法做到导电。
碳体系的导电填料如，碳纤维，炭黑和碳纳米管改性的导电防静电塑料，电阻可调到低至导电几欧姆,但是它们的导电性能并不随着导电填料的比例呈现线性上升的规律，往往是突变方式。这类材料在达到一个临界值时阻值突然下降，因此把碳元素塑胶制品的电阻控制在比较小的范围是很困难的，另外，由于碳体系的填料熔融加工时，没办法完全均匀的分散在塑胶基材中，因此它的电阻是跳动，不均匀的。
另外，使用不同的检测设备来检测制品的电阻值也是会有一定偏差的，通常我们会使用重锤式表面电阻测试仪，防静电表面电阻测试仪或者万用表来测量产品的电阻率。重锤式表面电阻测试仪检测的结果比较精确并且通常比防静电表面电阻测试仪测出的数值偏低，防静电表面电阻测试仪是一种经济便携的检测仪器，万用表可以读取100Ω以内的数值，因此我们需要使用和客户相同的检测仪器来测试材料的电阻值。
万用表测试POM导电材料
电阻的测试结果还和给定的电压有很大关系，常用的电压有10V-100V。对于一些要求高压导通的制品，还会用到兆欧表来检测电阻值。
兆欧表测高压导通
第三步：肉眼可见的外观要求，给与制品个性化的色彩！
当防静电制品需要丰富多彩的绚丽色彩，甚至是透明色时，我们只能给客户推荐高分子长效防静电材料，通常基材有PP、PE、ABS、PA6、PA66、PA12、PBT、PC、POM、POK、PMMA、PVC、TPU、TPE、TPEE等，由于高分子长效抗静电母粒较低的热失效温度，高温工程塑料基材PEEK/PEI/PPSU等目前还无法做本色防静电。启富塑胶研发了一款长效本色防静电PPS材料，具备较高的耐热和稳定长效的抗静电性能。
PPS本色加纤防静电材料
炭黑和碳纳米管导电填料可以赋予导电防静电制品光洁黑亮的表面，但是碳粉会掉落导致炭迹残留，这类型的导电防静电化合物会污染周边环境，包括设备和零件，因此，在一些场所是不备允许使用的。此外，这类型的导电防静电化合物只能被用于制造黑色制品。
碳纤维粗糙的纤维状纹理使碳纤维导电防静电塑料即使在高光模具上生产也得不到高光镜面的塑胶制品，因此通常使用蚀刻过的模具生产磨砂纹理的制品。另外，尽管碳纤维本身为黑灰色的导电填料，但好消息是客户可以多一个选择，启富塑胶多年的研发经验加持下，已经可以将使用碳纤维作为导电基材的ABS和PA等塑料进行着色处理。尽管碳纤维负载塑料可用的颜色不是那种特别鲜艳的装饰色彩，但对于禁止使用黑色的制品和需要进行颜色区分的制品是适合的。
PA6碳纤维增强导电可配色塑料
第四步：根据制品的使用要求，精准匹配材料物性！
力学性能：通用塑料如：ABS、PS、PP、PE、PET等，由于无法承受较大的荷载，常被用于外壳等不受力部件的制造。而工程塑料PC、PA、PBT、POM、POK等，能承受较大载荷，可用于机械配件和其他高强度要求的体育、汽车等部件，高温工程塑料及特种塑料PPS、PEI、PPA、PEEK、PPSU、LCP等，更高的机械性能使其能适应更极端的力学应用场景如军工、航空、机器人等。弹性体塑料如TPE、TPU、TPEE、TPV等，宽广的硬度范围，和极高的断裂伸长率使其用于高触感、高防护等领域。
碳纤维本身具备极佳的强度，因此当导电防静电制品的使用场景需要承受较大力时，可以选用碳纤维导电填料，可以极大的提高材料的弯曲强度、模量和硬度，但是会明显的降低材料的断裂伸长率和延展性。
炭黑的颗粒状结构使其对塑料基材本身的硬度、拉伸弯曲强度等影响较少，但是会降低材料的抗冲击性能，特别是添加在PC等无定形材料中。
碳纳米管中空管状的结构，对塑料的断裂伸长率能够造成极大的降低，不论是PC、PA等工程塑料还是TPU等热塑性弹性体。
高分子长效抗静电母粒的基材通常是聚酰胺弹性体或者是聚酯弹性体，母粒本身的硬度和刚性相对通用硬胶如ABS、PC等都较低，因此这类型母粒的添加将会降低塑料基材的硬度、强度，并提高其韧性和断裂伸长率。
碳纤维增强PA612 PPA等用于无人机桨叶
热性能：根据材料的热变形温度的不同，材料的耐热性能从通用塑料、工程塑料、高温塑料到特种塑料依次提高，因此可以适应于不同的耐热场景。
碳纤维的结构特性可以和玻璃纤维一样大幅度提高半结晶型塑料基材的热变形温度，但是对于无定形塑料，如PC等，则碳纤维对其热变形温度的提高不明显。
高分子长效抗静电母粒本色的耐热性能较差，热失效温度也偏低，因此会降低塑胶基材本身的耐热性能，如本色防静电PC，PA等耐热性能比普通PC,PA等更低。
炭黑和碳纳米管导电填料对塑胶基材本身的耐热性能几乎没有影响。
另外，导电防静电材料的耐化学性能、尺寸稳定性、耐磨性能、光学性能、导热性能也是一些制品的关注重点。
第五步：顺利的制造过程，离不开合适的成型工艺！
热塑性工程塑料的成型工艺包括：注塑成型，挤出成型，吹膜成型，吹塑成型，押出成型，吸塑成型、滚塑成型，模压烧结成型、涂覆成型等。不同的塑胶基材适合的加工工艺不同，如PTFE由于其较高的熔体粘度，不适合与注塑成型，而通常采用模压烧结和挤出、涂覆等成型方式。U-PE超高分子量聚乙烯极高的分子含量适合于挤出成型。而PP等材料可以采用各种成型方式。
炭黑和高分子长效抗静电母粒填充的导电防静电材料可以适用于各种成型方式，而碳纤维和碳纳米管由于其较低的断裂伸长率，通常无法适用于高延展性的成型方式，如吹膜、吹塑、吸塑等。
另外，导电防静电制品的尺寸精度与材料的尺寸稳定性和收缩率息息相关。炭黑和碳纳米管对塑胶基材的收缩率基本没有影响，并具备收缩各向同性的特点，高分子长效抗静电母粒会轻微提升材料的收缩率，而碳纤维对制品收缩率的影响类似于玻璃纤维，具备收缩各向异性的特点，因此容易产生翘曲变形。
TPU透明防静电挤出管
第六步：产品的落到，离不开当地法规的要求
环保法规：不同地区的环保要求各不相同，导电防静电塑料材料相应的法规有：欧盟的 RoHS指令、REACH法规、卤素法规、有害物质有限制、食品级FDA认证、医疗级标准认证等。
阻燃法规：随着越来越严苛的阻燃安全法规，如GB4943.1-2022最新标准针焰测试S2标准将于今年2025年7月1日开始全面实施。对防火性能有要求的产品，必须要选择符合政策法规要求的阻燃导电防静电塑料。通常，材料的阻燃测试标准采用UL检测标准，UL防火等级从低到高依次为HB、V-2、V-1、V-O、5VB、5VA。
炭黑、碳纳米管、碳纤维、高分子长效防静电母粒等都可以用于制造阻燃导电防静电塑料。如启富塑胶开发的本色加玻纤阻燃VO等级的PA66材料被用于防爆电气的外壳具备良好的机械性能和持续稳定10的8次方的表面电阻率，并且可以通过双85长期老化测试，充分保证制品的可靠性、稳定性和安全性。另外一款PA66加碳纤维阻燃VO材料则被用于舞台灯、矿灯等高强度阻燃制品的生产。
防爆和防静电法规：根据启富塑胶在导电防静电行业多年的经验，通常防爆领域需要满足国标和IEC ATEX防爆指令要求，通常表面电阻率要求低于10的9次方欧姆，比如启富塑胶生产的本色加纤防静电PA材料用于防爆领域具备稳定在10的8次方的表面电阻率，而半导体行业对表面电阻率的要求通常是10的9次方欧姆及以下，对于一些防尘应用领域能满足表面电阻率小于10的11次方即为合格，对于有电磁屏蔽要求的制品，电阻率最高通常为1K欧姆。
PA66加纤阻燃防静电本色可调色 防爆耳罩
当掌握了这些导电防静电塑料选材方法之后，无论你是塑胶行业的从业者，产品设计开发的项目人员，还是模具注塑工厂老板，采购人员，都能够精准的在茫茫材料中，精准高效的选择自己需要的导电防静电塑胶材料。
当然材料的理论选择是一步，但更重要的是理论结合实际，在选择好材料后，需要选择适合的加工工艺，进行小批量的样品试制，经过验证确定选择的导电防静电材料是否能够满足实际使用需求。并对制品进行全方位的性能测试，确保起符合设计和法规要求。只有经过验证的产品，才能够批量化的投入生产使用。
当然，仅仅只靠一篇文章，知识和观点会稍显片面。但是，启富塑胶作为专业的导电防静电材料选材顾问，我们可以帮助您：
需求分析：全方位了解您产品的应用场景、性能需求和成本预算，为您精准匹配导电防静电塑料。
改性定制：当没有现成的材料匹配，我们可根据您产品的独特需求，量身定制专属的导静电选材方案。
技术支持：针对不同导电防静电塑料，提供专业的成型指导和加工建议，确保从选材到成型的顺畅过渡。
售后跟踪：我们将持续跟踪您导电防静电材料的实际使用效果，随时为您解决可能出现的问题。
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