Anlagenbau

Ex-Schutz

Allgemeines über elektrisch leitfähige Kunststoffe

Durch Reibung können sich feste Körper oder Flüssigkeiten elektrostatisch aufladen. Die bei der Entladung entstehenden Funken sind in der Lage, explosible Stoffe (fest, flüssig oder gasförmig) zu entzünden.

Durch elektrisch leitfähige Kunststoffe besteht die Möglichkeit, die elektrostatische Aufladung zu vermeiden. Einsatzbeispiele sind:

·          Behälter und Auskleidungen für feuergefährliche Füllgüter

·          Rohrleitungen zum Transport von brennbaren

      Flüssigkeiten, Lösungsmitteln und Dämpfen sowie

      deren Gemische

·          Laborabzugskanäle

·          Verpackungen und Transportpaletten für empfindliche

      Produkte

In Verbindung mit brennbaren Materialien ist ggf. eine Zulassung erforderlich.

Elektrostatische Aufladung und elektrische Leitfähigkeit

Elektrostatisch aufladbar sind

1.       feste Stoffe, deren Oberflächenwiderstand mehr als

      10⁹ Ohm beträgt (DIN 53496/VDE 0303 Teil 8).

2.       Flüssigkeiten mit einem spezifischen Widerstand von 10⁸ Ohm × m (DIN 51412/VDE 0303 Teil 3).

3.       nicht geerdete Gegenstände aus leitfähigen Stoffen.

Rußverteilung in leitfähig modifizierten PP-EL-s Platten (schematisch)

Kunststoffe sind allgemein als gute Isolatoren bekannt. Damit sie die elektrische Ladung ableiten können, werden ihnen leitfähige Partikel zugefügt. Elektrisch leitfähige Kunststoffe werden mit speziellem Ruß abgemischt, um einen möglichst geringen Oberflächen- bzw. Durchgangswiderstand zu erzielen.

Verarbeitungseinflüsse

Die Leitfähigkeitseigenschaften hängen in hohem Maße von der Orientierung der einzelnen Partikel des Leitfähigkeitsadditives ab. Da solche Partikel im allgemeinen keine ideale Kugelform besitzen, erfahren diese Teilchen, z. B. bei der Extrusion, in einer Kunststoffschmelze infolge der Verarbeitungseinflüsse eine Orientierung.

Isotrop verteilte Partikel bewirken eine statistisch nach allen Richtungen gleichmäßig ausgeprägte Leitfähigkeit. Orientierte Partikel leiten vorzugsweise in Orientierungsrichtung, allerdings schlechter als isotrop verteilte Partikel. Zahlreiche Untersuchungen an extrudierten und gespritzten EL-Halbzeugen zeigen jedoch nur sehr geringen Einfluss des Herstellungsverfahrens auf das Leitfähigkeitsverhalten des Halbzeuges. Gepresste EL-Platten weisen ein isotropes Verhalten auf und demnach eine homogenere elektrische Leitfähigkeit als extrudierte Platten und Rohre.

Messung des Oberflächen- und Durchgangs-widerstandes (DIN IEC 167, DIN IEC 93)

Das Ergebnis der Messungen des elektrischen Widerstandes (Oberflächen- und Durchgangswiderstand) wird von mehreren Einflussgrößen z. T. entscheidend beeinflusst.

Von großer Bedeutung für die exakte Erfassung des elektrischen Widerstandes ist die "Ankopplung" der Messelektroden an die zu prüfende Halbzeugoberfläche. Durch Verwendung ungeeigneter Elektroden können Messfehler entstehen, die in Größenordnungen von ca. 10.000 Ohm liegen. Daher wird die Verwendung von Haftelektroden aus Leitsilber empfohlen, die eine gute Ankopplung garantieren und deren Messergebnisse jederzeit reproduzierbar sind.

Durch mechanische Bearbeitung, z. B. Aufrauhen der Oberfläche, kann der Oberflächenwiderstandsmesswert beträchtlich erhöht werden, so dass bei Ãœberprüfung der gefertigten Konstruktion ggf. ein größerer Elektrodenabstand zu bevorzugen ist.

Kennzeichnende Werkstoffeigenschaften

PE-EL

·          hohe chemische Widerstandsfähigkeit

·          hohe Beständigkeit gegenüber UV‑Strahlen

·          Temperatureinsatzbereich -50 bis +80°C

·          gutes schlagzähes Verhalten

·          normalentflammbar

·          schweißbar

·          warmverformbar

·          vakuumtiefziehfähig

 

PP-EL

·          hohe chemische Widerstandsfähigkeit

·          befriedigende Beständigkeit gegenüber UV‑Strahlen

·          Temperatureinsatzbereich 0 bis +100°C

·          normalentflammbar

·          schweißbar

·          warmverformbar

·          vakuumtiefziehfähig

 

PP-EL-s

Dieser Werkstoff verfügt im Gegensatz zu PP-EL über einen flammhemmenden Zusatz. Dadurch wird im Brandverhalten eine günstigere Klasse erreicht. Bei PP-El-s bedeutet dies „flammhemmend“ gemäß UL 94 V-0.

 

PVC-EL (am europäischen Markt nicht mehr erhältlich)

 

PVDF-EL

·          hervorragende chemische  Widerstandsfähigkeit

·          hohe Beständigkeit gegenüber  UV‑Strahlen

·          Temperatureinsatzbereich -50 bis +140 °C

·          hohe Steifigkeit, verbunden mit guter Zähigkeit

·          schwerentflammbar

·          schweißbar

·          warmverformbar

·          vakuumtiefziehfähig

Anwendungsbeispiele:

Transportsieb aus PPs-el             Schütte aus PE-el        

 

·          Verpackungen und Transportpaletten zur Vermeidung elektrostatischer Aufladung für hochwertige, staubgefährdete Produkte

·          Behälter mit feuergefährlichen Füllstoffen

·          Rohrleitungen zum Transport von brennbaren Flüssigkeiten, Lösungsmitteln und Dämpfen sowie deren Säuregemischen

·          Laborabluftleitungen

·          Transportleitungen für brennbare Gase

·          Gassammelleitungen im Deponiebereich

·          Behälter und Maschinenteile in explosionsgeschützten Räumen

·          Behälterauskleidungen zur Lagerung und Abfüllung von pulverförmigen Materialien

Abluftleitungen in kohleverarbeitenden Betrieben

Nutschenabsaugung aus PPs-el

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