I polimeri plastici non solo sono ottimi isolanti elettrici ma possono essere anche conduttori

di Marco Arezio

E’ universalmente risaputo che, normalmente, gli oggetti realizzati con i polimeri plastici sono degli ottimi isolanti elettrici, tanto che in presenza di apparecchi o accessori in cui vi sia la presenza di un passaggio di elettricità, possiamo facilmente trovare un elemento in plastica.

Per isolamento elettrico di un corpo in plastica si intende la sua capacità, di ridurre drasticamente o bloccare completamente il passaggio di una corrente elettrica all’interno della sua massa, evitando il pericolo alle persone o alle cose.

Per questo motivo troviamo molti oggetti come gli interruttori, cavi elettrici, impianti di illuminazione e circuiti stampati in cui vi è la presenza di elementi in plastica.

Per determinare il grado di isolamento elettrico o la sua capacità di inibire il passaggio della corrente, si usa un parametro chiamato CTI (Comparative Tracking Index), ottenibile attraverso uno specifico test, che fornisce una valutazione della resistenza all’isolamento elettrico di un materiale alle scariche superficiali.

Di contro, può anche essere necessario che questo flusso di corrente elettrica, che normalmente viene impedito dai materiali plastici, debba passare in modo controllato, attraverso il corpo polimerico, con lo scopo, per esempio, di ridurre le cariche elettrostatiche, per schermare parti in plastica dalle onde elettromagnetiche, per produrre elettrodi, diodi luminosi e molti altri prodotti.

Per fare questo è necessario affidarsi a polimeri, che per loro natura o formulazione, possano permettere il passaggio di elettricità, mantenendo invariate le altre caratteristiche chimico-fisiche tipiche delle materie plastiche.

Per creare o potenziare i compound termoplastici conduttori ci si affida a specifiche cariche o degli agenti di rinforzo che conducono l’elettricità, creando appunto, un polimero conduttore.

Lo studio dei polimeri conduttori ha dovuto bilanciare, nel tempo, le caratteristiche di conducibilità elettrica con quelle di lavorabilità e produttività degli elementi, fattori che a volte erano in aperto contrasto tra loro.

Infatti, i primi polimeri conduttori erano insolubili e fondevano con difficoltà, portando così la ricerca a trovare il giusto equilibrio tra solubilità, caratteristiche termiche di fusione e conducibilità elettrica.

Il principio della conducibilità elettrica si basa sull’inserimento, nelle miscele, di donatori o accettori di elettroni, atomi o molecole, che cedono o accettano elettroni aumentandone notevolmente la mobilità.

In virtù di questa elevata mobilità, si ritrovano dei singoli elettroni liberi, cioè non legati al corpo dell’atomo, che scivolando sulle molecole trasportando la carica elettrica.

Un’altra caratteristica dei polimeri conduttori è l’elettroluminescenza, intesa come la capacità di emettere luce quando viene applicata una tensione elettrica, permettendo lo sviluppo di diodi organici che emettono luce, definiti OLED (Organic Light Emitting Dios).

I principali polimeri conduttori sono:

- Poliacetilene (PAC)

- Polifenilene

- Poliparafenilvinilene (PPV)

- Polieteroaromatici

- Polianilina (PANI)

- Polifenilenammina

- Polietilendiossitiofene (PEDT)

- Polietilendiossitiofene – Polistirensolfanato (PEDT – PSS)

- Polifenilensolfuro (PPS)

- Polifenilenbutadine (PPB)

- Poliparapirridina (PPYR)

- Poliparapirridinvinilene (PPYV)

- Polipirrolo (PPY)

- Politiofene (PT)

- Polifurano (PFU)

- Polietilendiossitiofene (PEDT)

- Poliacene

Le applicazioni più comuni sono le seguenti:

- Dotazioni antistatiche

- Nastri per resistenze

- Fusibili

- Sensori

- Batterie

- Condensatori elettrolitici

- Strati conduttori su vetro e plastica

- Strati trasparenti antistatici su pellicole fotografiche, vetro, diodi luminosi

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