Eine besondere Eigenschaft von Kunststoffen ist ihre isolierende Wirkung.
Isolierung bedeutet Widerstand gegen den Fluss von elektrischem Strom, und die „Isolationsfähigkeit“ beschreibt den Grad, in dem ein Material den elektrischen Stromfluss hemmt. Kunststoffe, Gummi, Glas und andere Materialien mit dieser Eigenschaft werden als Isolatoren bezeichnet.
 |
 |
 |
Wie erwähnt, sind Kunststoffe im Allgemeinen Isoliermaterialien.
Von Standardkunststoffen wie Polyethylen, Polypropylen und PVC über technische Kunststoffe wie Nylon und POM bis hin zu Hochleistungskunststoffen wie PEEK, PPS und PTFE (Teflon) sowie zu Duroplasten wie Phenol- und Epoxidharz – alle besitzen isolierende Eigenschaften.
 UHMW |
 PEEK |
 Phenolharz |
Anwendungen von isolierenden Kunststofflagern
Auch unsere Lager werden wegen ihrer Isolationsfähigkeit eingesetzt.
Beispielsweise können Kunststofflager in Prüf- und Messgeräten verwendet werden, um Frequenzstörungen durch elektrischen Strom zu vermeiden und so stabile Messergebnisse zu gewährleisten. Ebenso werden sie in der Nähe von Metalldetektoren eingesetzt, um Fehlsignale zu verhindern. Im medizinischen Bereich können sie verwendet werden, um Fehlfunktionen bei Elektrochirurgiegeräten zu vermeiden. Es gibt viele Umgebungen, in denen Isolierung unverzichtbar ist.
 |
 |
 |
Statische Elektrizität bei Kunststoffen
Andererseits neigen Kunststoffe auch dazu, sich elektrostatisch aufzuladen.
Dies gilt grundsätzlich für alle Materialien – statische Elektrizität entsteht, wenn zwei Materialien aneinander reiben. Die detaillierte Erklärung beruht auf der Atomtheorie, vereinfacht gesagt tragen alle Stoffe positive (+) und negative (−) „Ladungen“. Wenn Materialien in Kontakt kommen, können diese Ladungen von einem Material auf das andere übergehen. Manche Materialien ziehen eher positive Ladungen an, andere eher negative (Kunststoffe neigen dazu, negative Ladungen anzuziehen). Wenn sich eine Art von Ladung an der Oberfläche ansammelt und bestehen bleibt, ist das Material „aufgeladen“. Da die Ladungen an Ort und Stelle bleiben, nennen wir dies „statische“ Elektrizität. Aufladung = statische Elektrizität.
 |
 |
Um dies auszugleichen, versuchen Materialien, positive und negative Ladungen ins Gleichgewicht zu bringen. Wenn sich zum Beispiel ein positiv geladenes Objekt einem negativ geladenen nähert, übertragen sich überschüssige positive Ladungen, um sich mit den negativen zu verbinden. In diesem Moment fließt Strom – dies ist die elektrostatische Entladung (das kleine „Zucken“ oder „Knistern“, das man spürt). Leiter können Ladungen leicht ableiten, Isolatoren wie Kunststoffe jedoch nicht, sodass der aufgeladene Zustand bestehen bleibt.
In manchen Produkten und Anlagen kann statische Elektrizität selbst Probleme verursachen – Bauteile beschädigen, Störungen erzeugen, Staub anziehen oder sogar Unfälle und Brände auslösen. In der industriellen Fertigung sind dies bekannte Herausforderungen. Die beiden Hauptlösungen sind Leitfähigkeit und antistatische Behandlung. Selbst Kunststoffe, die von Natur aus isolierend sind, können dafür modifiziert werden.
Leitfähige Kunststoffe
Leitfähigkeit kann erreicht werden, indem vor dem Formprozess leitfähige Partikel, wie z. B. Kohlenstoff, in das Harz eingemischt werden. Dies erzeugt ein Hybridmaterial, das die Eigenschaften von Harz und Füllstoff kombiniert. Bei Kashima Bearings bieten wir kohlenstoff- bzw. grafitgefüllte Materialien als leitfähige Qualität an. Leitfähige Kunststofflager werden eingesetzt, wenn Schmierung unerwünscht, aber Leitfähigkeit erforderlich ist. Je nach Harz können sie auch in Wasser oder chemischen Umgebungen eingesetzt werden. Kohlenstoffgefüllte Varianten sind in der Regel schwarz.
Antistatische Kunststoffe
Die Zugabe leitfähiger Füllstoffe wie Kohlenstoff hebt jedoch die ursprünglichen Isolationseigenschaften von Kunststoff auf. Die andere Möglichkeit ist die antistatische Behandlung.
Bei Kunststoffen bedeutet antistatische Behandlung, der Harzoberfläche eine geringe Leitfähigkeit zu verleihen, um statische Aufladung zu verhindern bzw. abzuleiten. So kann statische Elektrizität über die Luft – meist mithilfe von Feuchtigkeit – entweichen. Der entscheidende Faktor ist hier der elektrische Widerstand – Isolierung, Leitfähigkeit und Antistatik werden darüber definiert.
Je höher der Widerstand, desto mehr Elektrizität sammelt sich an und desto schwerer fließt Strom; je niedriger der Widerstand, desto leichter fließt er. Antistatische Materialien haben einen Widerstand, der niedriger ist als bei Isolatoren, aber hoch genug, um nicht leitfähig zu sein. Dadurch kann die Oberfläche statische Elektrizität an die Umgebungsluft abgeben, ohne dass das Material selbst Strom leitet.
Bei Kashima Bearings verwenden wir antistatische Materialien zur Herstellung und Lieferung von antistatischen Lagern und haben diese bereits an verschiedene Kunden geliefert.
Zusammenfassend lässt sich sagen: Kunststoffe besitzen unterschiedliche elektrische Eigenschaften – Isolierung, Antistatik und Leitfähigkeit – jeweils mit eigenen Einsatzgebieten und Vorteilen. Wir können Kunststoffprodukte vorschlagen, die auf Ihre Einsatzumgebung zugeschnitten sind. Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie spezielle Anforderungen oder Herausforderungen haben.
