Leitende Kunststoffplatten im Überblick

Leitende Kunststoffplatten im Überblick

Unsere leitenden Kunststoffplatten zum Ableiten von elektrostatischer Ladung (kurz ESD) und wie diese entsteht ist im detaillierten Überblick.

Kunststoffe sind in der Regel nicht elektrisch leitend und können sich durch Reibung statisch aufladen. Je nach Verwendungszweck ist das aber nicht ganz ungefährlich weshalb wir in unserem Shop auch elektrisch ableitfähige Kunststoffplatten führen.

Leitfähige Kunststoffplatten im Überblick

Kunststoffplatten mir elektrischer Ableitfähigkeit, wie unsere PE-EL oder PP-EL-S Platten werden bei uns immer häufiger angefragt, so dass wir die beiden leitenden Kunststoffe hier mal in einer kurzen Übersicht miteinander vergleichen wollen. Bei den schwarzen Platten, wird die Leitfähigkeit im Gegensatz zu den selbstleitenden Kunststoffen durch ein leitfähiges Ruß sichergestellt, so dass die Bezeichnung leitendes Polypropylen bzw. leitendes Polyethylen im Grunde genommen nicht ganz richtig ist, denn anders als bei den intrinsisch leitfähige Polymeren, wie die selbstleitenden Kunststoffe auch bezeichnet werden, ist der spezifische Widerstand höher, weshalb die von uns angebotenen Kunststoffplatten mit elektrischer Ableitfähigkeit in der Regel zur Ableitung von elektrostatischer Aufladung eingesetzt werden.

Sowohl unsere Polypropylen Platten als auch unsere Polyethylen Platten mit elektrischer Ableitfähigkeit, weisen einen Durchgangswiderstand von etwa 106 Ω*cm auf und unterscheiden sich in Ihrer Leitfähigkeit also nicht. Auch sind beide Kunststoffe durch den Rußanteil nicht für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen und weisen eine gute Beständigkeit gegen Chemikalien aus. Auch lassen sich beide Kunststoffe ohne spezielle Klebstoffe nicht verkleben und werden, um die Leitfähigkeit sicherzustellen, in der Regel daher auch mit einem leitfähigen Schweißdraht verschweißt, denn leitfähige Klebstoffe für PE oder PP sind auf dem Markt nicht erhältlich.

Leitfähige Polyethylen Platten

Der größte Vorteil unserer leitfähigen Polyethylen Platten liegt in ihrer UV- und Witterungsbeständigkeit. Polyethylen nimmt zudem keine Feuchtigkeit aus der Umgebung auf, so dass diese als wasserfeste Kunststoffplatten problemlos im Innen- und Außenbereich verwendet werden können. Die leitenden Polypropylen Platten können hingegen nur in Bereichen eingesetzt werden, wo die Platten vor UV-Strahlung und Witterungseinflüssen geschützt sind. Ein weiterer Vorzug liegt im Einsatztemperaturbereich. Zwar können beide bei Temperaturen bis +80°C eingesetzt werden, aber Polyethylen ist frostbeständig und hält Temperaturen von -20°C dauerhaft stand. Dafür sind unsere PE Platte nicht flammhemmend. Unsere Leitfähigen PE Platten weisen die für PE typischen Merkmale auf, wie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chemikalien wie starke Säuren, starke Laugen und Lösemittel, die guten Gleiteigenschaften oder die sehr gute Schlagfestigkeit. Allerdings ist Polyethylen auch etwas kratzempfindlicher als Polypropylen.

In unserem Shop bieten wir Ihnen die schwarzen Polyethylen Platten im Standardformat von 2,0 x 1,0 Meter in vielen unterschiedlichen Stärken bereits ab 3mm Stärke bis hin zu 60mm Stärke zu günstigen Preisen an.

  • PE-EL Platten weisen eine ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit auf
  • Leitfähige PE-EL Platten sind UV- und Witterungsbeständig
  • Leitfähige PE-EL Platten sind frostbeständig bis -20°C
  • PE-EL Platten weisen sehr gute Gleiteigenschaften auf
  • PE-EL Platten entsprechen der EU Richtlinie RL2014/34/EU
  • Verfügbar bereits in geringen Stärken ab 3mm bis 60mm
  • PE-EL ist nicht Lebensmittkonform gemäß BfR und FDA
  • PE-EL ist nicht schwer entflammbar
  • PE-EL ist nicht kratzunempfindlich

Leitfähige Polypropylen Platten

Unsere leitfähigen Polypropylen Platten sind zwar im Gegensatz zu den oben aufgeführten PE-EL Platten nicht UV-und witterungsbeständig, gelten jedoch als schwer entflammbar und erfüllen die strengen Kriterien gemäß der Vorschrift UL94 V0. Der Temperatureinsatzbereich unserer flammhemmenden, leitfähigen PP Platten, liegt zwischen 0°C und +80°C und kann daher nicht bei Minusgraden verwendet werden. Polypropylen verfügt über gute Gleiteigenschaften und eine gute Chemikalienbeständigkeit. Die etwas höhere Oberflächenhärte hat den Vorteil, dass die Oberflächen weniger schnell verkratzen als die Oberflächen unserer Polyethylen Platten. Dafür ist dieser Kunststoff auch in geringfügigen Maße weniger schlagfest.

In unserem Onlineshop bieten wir Ihnen unsere PP-EL-S Platten in der Farbe Schwarz in Stärken von 10mm bis 30mm im Standardformat von 2,0 x 1,0 Metern zu günstigen Preisen an.

  • Leitfähige PP-EL-S Platten gelten als schwer entflammbar
  • Leitfähige PP-EL-S Platten weisen eine hohe Oberflächenhärte auf
  • PP-EL-S Platten weisen eine gute Chemikalienbeständigkeit auf
  • PP-EL-S Platten entsprechen der EU Richtlinie RL2014/34/EU
  • Verfügbar in den Stärken 10mm, 12mm, 15mm, 20mm, 25mm und 30mm
  • PP-EL-S ist nicht Lebensmittkonform gemäß BfR und FDA
  • PP-EL-S ist nicht UV- und witterungsbeständig
  • PP-EL-S ist nicht frostbeständig

Was bedeutet ESD

ESD ist die Abkürzung für den englischen Begriff electrostatic discharge, was übersetzt elektrostatische Entladung bedeutet, bei der sich die elektrostatische Aufladung impulsartig entlädt, was mitunter auch eine Funkenbildung bei der Entladung zur Folge haben kann. Diese kann je nach Stärke der Funkenentladung durchaus auch lebensgefährlich für Mensch und Tier sein. Bei einem Gewitter beispielsweise, erfolgt die elektrostatische Entladung über (verschiedenartige) Blitze und dass Blitzeinschläge nicht ungefährlich sind, sollte ja bekannt sein.

Elektrostatische Entladungen treten jedoch weit häufiger auf als man zunächst glauben mag, wenn auch meist eher ungefährlich. Beim Tragen von synthetischer Kleidung, kann sich diese so stark aufladen, dass man beim Kontakt mit einem leitfähigen Gegenstand, der Kontakt zur Erde hat (man spricht auch von vorhandener Erdung) wie einem Heizkörper oder einem Wasserhahn, einen kleinen elektrischen Schlag bekommt. Auch dies ist eine Form der elektrostatischen Entladung. Die meisten ESDs sind jedoch so gering, dass der menschliche Körper diese nicht wahrnehmen kann, was aber nicht bedeutet, dass sich diese nicht schädlich auf elektrische Bauteile wie Arbeitsspeicher für Computer oder Platinen von Messinstrumenten auswirken können, denn die Flashspeicher und kleinen SMD-Bauteile der Platinen können selbst bei geringen Entladungen schon beschädigt oder vollkommen zerstört werden.

Wie entsteht elektrostatische Entladung

Eine elektrostatische Entladung entsteht immer dann, wenn eine elektrostatische Aufladung durch Berührung oder Reibung zweier Stoffe so stark ist, dass ein Ungleichgewicht zwischen den positiven Protonen und den negativ geladenen Elektronen eines Atoms vorherrscht. Durch die elektrostatische Entladung wird das Gleichgewicht zwischen Elektronen und Protonen eines Atoms impulsartig wiederhergestellt.

Normalerweise sind bei Atomen die Mengenverhältnisse zwischen Elektronen und Protonen immer identisch, so dass das Atom einen elektrisch neutralen Zustand aufweist und somit auch keine Ladung vorherrscht. Durch das aneinander reiben zweier Stoffe (zum Beispiel Kunststoff und Wolle), die letztlich aus unzähligen Atomen bestehen, wird das Verhältnis der Protonen und Elektronen der Atome aus dem Gleichgewicht gebracht. Dabei kommt es zum Überspringen eines einzelnen Elektrons eines Atoms des einen Stoffs auf ein anderes Atom des anderen Stoffs. In unserem Beispiel, würde der Kunststoff durch seine stärkere Atombindung die Elektronen der Atome des Wollpullovers aufnehmen und wäre somit statisch negativ aufgeladen. Der Wollpullover hingegen weist nun zu wenige Elektronen auf, und somit überwiegt die Anzahl der positiv geladenen Protonen, was eine statisch positive Ladung zur Folge hat. Beide Stoffe, sowohl der negativ geladene Kunststoff, als auch der positive geladene Wollpullover, wollen das Gleichgewicht der Atome wiederherstellen und dies erfolgt über die elektrostatische Entladung mit einem geerdeten, leitfähigen Körper.

Wie wird Kunststoff leitfähig gemacht

Kunststoffe wirken in der Regel elektrisch isolierend, weil der elektrische Widerstand von Kunststoffen so hoch ist, dass eine Ableitfähigkeit nicht gegeben ist. Unterschieden wird dabei in den spezifischen Oberflächenwiderstand, der die Leitfähigkeit einer bestimmten Strecke auf der Oberfläche wiederspiegelt und dem spezifischen Durchgangswiderstand, der den elektrischen Widerstand eines Leiters in Ohm je cm darstellt. Der Wert für den Durchgangswiderstand, der letztlich Aussage über die Leitfähigkeit eines Werkstoffs trifft, liegt bei den meisten Kunststoffen bei über 1014 Ohm (Ω) je cm, also einer 1 mit 14 Nullen, ausgeschrieben 100.000.000.000.000 Ω*cm oder auch Einhundert Billionen Ω*cm, was eine elektrische Leitfähigkeit vollkommen ausschließt, weshalb Kunststoffe sehr oft auch als Isolator für elektrische Anlagen oder für Gehäuse von Elektrogeräten eingesetzt wird.

Bei elektrisch leitfähige Kunststoffe hingegen, liegt der Durchgangswiderstand bei etwa 106 Ω*cm. Das entspricht 1.000.000 Ω*cm oder auch 1.000 kΩ*cm. Dieser Wert reicht zwar bei weitem nicht an den spezifischen Durchgangswiderstand von elektrischen Leitern, wie Sie in Platinen oder Kabeln verwendet werden. Zum Vergleich - Kupfer in Kabeln weist einen spezifischen Widerstand von lediglich ca. 1,71 Ω*m auf. Silber liegt sogar noch darunter mit einem Wert von etwa 1,58 Ω*m und leitet somit noch ein wenig besser.

Die elektrische Leitfähigkeit wird bei Kunststoffplatten durch das Hinzufügen von leitfähigem Ruß ermöglicht, was auch der Grund dafür ist, dass die leitenden Kunststoffplatten meist nur in Schwarz verfügbar sind.

Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, dass es auch Kunststoffe gibt, die eine vergleichbare Leitfähigkeit wie Metalle aufweisen. Diese leitfähigen Kunststoffe, die auch als intrinsisch leitfähige Polymere oder selbstleitende Polymere bezeichnet werden, ermöglichen durch konjungierte Doppelbindungen während des Polymerisationsprozesses, eine freie Beweglichkeit der Elektronen. Solche Kunststoffe, zu denen beispielsweise Polyparaphenylen (PPP) oder Polypyrrol (PPy) zählen, sind jedoch nicht nur sehr hochpreisig, sondern lassen sich auch nicht thermisch bearbeiten.

Wo werden elektrisch ableitfähige Kunststoffplatten eingesetzt

Elektrisch ableitfähige Kunststoffplatten kommen immer dann zum Einsatz, wenn die elektrostatisch Entladung eine Gefahr für Menschen oder Maschinen darstellen kann. Insbesondere im Umgang mit explosionsgefährlichen Stoffen, verhindert das Ableiten der statischen Aufladung über den leitfähigen Kunststoff, dass eine unkontrollierte Entladung in Form einer Funkenbildung zu einer Explosion führen kann.

Die internationale Normenreihe DIN 61340 regelt dabei, unter welchen Umständen bestimmte Vorschriften für die Errichtung und Einhaltung von ESD-Schutzzonen und ESD-Schutzmaßnahmen eingehalten werden müssen.

Bei der Herstellung, Aufbereitung oder Verarbeitung von brennbaren Flüssigkeiten, Stäuben oder Granulaten, kann die Reibung der Stoffe an der eingesetzten Fördertechnik zu einer statischen Aufladung führen. Dies ist zum Beispiel bei der Herstellung von Lacken, Kraftstoffen oder Klebstoffen der Fall. Nicht immer kann dabei auf den Einsatz von chemisch beständigen Kunststoffen wie Polyethylen oder Polypropylen verzichtet werden, so dass für die Förderbehälter und Maschinenbauteile, bei denen eine elektrostatische Aufladung nicht gänzlich auszuschließen ist, Kunststoffplatten aus elektrisch leitfähigen PE bzw. PP eingesetzt werden.

Ein weiteres Beispiel für die Verwendung von elektrisch ableitfähigen Kunststoffen sind Büromöbel, wie Tischplatten oder Drehstühle, die in ESD-Schutzzonen verwendet werden, wie es beispielsweise in einem Reinraum der Fall ist, wo selbst die kleinste statische Aufladung, die durch Reibung von Kleidung an den Oberflächen der Büromöbel entstehen kann, winzige Elektronikbauteile zerstören könnte.

Eine leitende Kunststoffplatte allein reicht jedoch nicht aus, um die statische Aufladung abzuleiten, so dass immer euch eine ausreichende Erdung der Kunststoffplatten zu gewährleisten ist, da sich sonst auch die leitenden PE und PP Platten so stark statisch aufladen könnten, dass eine unkontrollierte Entladung erfolgen kann. Dies kann entweder durch den Anschluss eines Schutzleiters direkt an der Kunststoffplatte selbst erfolgen, oder aber durch direkten Kontakt mit einem durch einen Schutzleiter geerdeten metallischen Gegenstand. Beim Büromöbeln ist darüber hinaus auch ein Ableitfähiger Bodenbelag denkbar und findet in der Praxis nicht selten Anwendung.

Kategorie Kunststoffplatten