DE10392469T5 - Elektrisch leifähige Polymer-Schäume und Elastomere sowie Verfahren zur Herstellung dieser - Google Patents

Elektrisch leifähige Polymer-Schäume und Elastomere sowie Verfahren zur Herstellung dieser Download PDF

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Murali Shrewsbury Sethumadhavan
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Abstract

Eine Zusammensetzung enthaltend
einen polymerischen, gummiartigen Schaum; und
ungefähr 0,0001 bis zu ungefähr 50 Gew.-% Carbon Nanoröhrchen, wobei die Zusammensetzung ein Leitvermögen von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 108 Ohmzentimeter hat.

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf elektrisch leitende polymerische Schäume und Elastomere sowie auf Methoden der Herstellung dieser, und insbesondere auf elektrisch leitfähige polymerische Schäume und Elastomere für die elektromagnetische Abschirmung und elektrostatische Ableitung.
  • Polymer-Schäume und -Elastomere, die elektrisch leitende Füller enthalten, sind für eine Vielzahl von Zwecken, z.B. als Dichtmittel oder Dichtungen in elektronischen Geräten, Computern, medizinischen Vorrichtungen und dergleichen im Einsatz, um eine elektromagnetische Abschirmung und/oder elektrostatische Ableitung zur Verfügung zu stellen. In der Vergangenheit sind im Allgemeinen Metalle benutzt worden, um elektrische Leitfähigkeit zur Verfügung zu stellen. Jedoch mit der zunehmenden Miniaturisierung der elektronischen Bauelemente und dem Gebrauch von Plastikteilen, besonders in der Verbraucherelektronik, besteht eine Notwendigkeit an neueren, leichteren Materialien. Zu den gegenwärtigen Dichtungs-Materialien, die einer elektromagnetischen Abschirmung fähig sind, gehören z.B. Berylliumkupfer in Form von fingerförmigem Material, Metallfolie oder metallisiertes Gewebe aufgewickelt um nicht leitfähige Schaumdichtungen (im folgenden FOF), nicht leitfähige Dichtungen, die mit leitenden Materialien beschichtet sind, in hohem Maße gefülltes, expandiertes Polytetrafluorethylen (PTFE) und Fül ler auf Metall-Basis, die in Silikonharze geladen werden. Jedoch ermangeln diese Materialien die erforderliche Kombination der wirkungsvollen elektromagnetischen Abschirmung, der Weichheit und der Fähigkeit, in dünne Querschnitte geformt zu werden. So sind z.B. FOF Dichtungen weich und in hohem Grade zusammenpressbar, aber lassen sich nicht bereitwillig in komplizierte Formen oder in Formen bringen, die dünne Querschnitte haben (z.B., weniger als ungefähr 760 Mikrometer (30 mils)), ohne Spalte zu bilden. Gefüllte, expandierte PTFE Zusammensetzungen sind weich, aber ermangeln physikalischer Festigkeit, hoher elektrischer Leitfähigkeit und ausreichendem Widerstand gegen bleibende Verformung nach Kompression.
  • Die Verwendung von Polymer- Zusammensetzungen anstelle von Metallen oder von metallüberzogenen Polymer-Plastiken hat neue Wege für Anwendungen geöffnet, die Abschirmung betreffen. So beschreibt z.B. das US Patent. 6,265,466 von Glatkowski et al. eine elektromagnetisch abschirmende Zusammensetzung mit orientierten Carbon Nanoröhrchen, worin die Orientierung durch die Anwendung einer Scherkraft erzielt wird. Ähnlich offenbaren die US Patente 5,591,382 und 5,643,502 von Nahass hochfeste leitende Polymere, welche Carbonfäserchen enthalten, die einen eingekerbten Izod von größer als ungefähr 10 Kilogramm Zentimeter pro Zentimeter (kg-cm/cm) (2 ft-lbs/inch) haben und ein Leitvermögen von weniger als von 1 × 1011 Ohmzentimeter aufweisen für den Gebrauch in Automobilen. Jedoch haben diese Versuche, elektrisch leitende polymerische Zusammensetzungen zu formulieren, im Allgemeinen steife Materialien ergeben, worin tatsächliche Eigenschaften wie Verdichtbarkeit, Flexibilität, Widerstand gegen bleibende Verformung nach Kompression (Druckverformungsrest), Schlagbiegefestigkeit, Duktilität, Elastizität und dergleichen, nachteilig beeinflusst werden. Es bleibt dementsprechend eine Notwendigkeit in der Technik nach polymerischen Zusammensetzungen, besonders Elastomeren und polymerischen Schäumen, die wirkungsvoll eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit, insbesondere elektromagnetische Abschirmung und/oder elektrostatische Ab leitung, zur Verfügung stellen, wobei sie vorteilhafte intrinsische physikalische Eigenschaften wie Flexibilität und Duktilität beibehalten.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Angegeben werden hierin polymerische Schäume und Elastomere, die Carbon bzw. Kohlenstoff Nanoröhrchen enthalten. Die Menge von Carbon Nanoröhrchen (und von anderen wahlweisen Füllern) wird vorzugsweise so ausgewählt, dass elektrische Leitfähigkeit, insbesondere elektromagnetische Abschirmung und/oder elektrostatische Ableitung erreicht wird, während die vorteilhaften intrinsischen physikalischen Eigenschaften der polymerischen Schäume oder Elastomere im Allgemeinen beibehalten werden. Wie hierin verwendet bedeutet „tatsächliche intrinsische physikalische Eigenschaften" die Eigenschaften der polymerischen Schäume oder Elastomere ohne Carbon Nanoröhrchen. Eine besonders vorteilhafte Eigenschaft liegt darin, dass festgestellt werden konnte, dass die Hinzufügung von Carbon Nanoröhrchen zu polymerischen Schäumen, insbesondere in den Quantitäten, um ein Leitvermögen von kleiner als oder ungefähr 108 Ohmzentimeter zu erreichen, nicht nachteilig die Viskosität der verschäumbaren Zusammensetzung ändert und folglich nicht nachteilig den schäumenden Prozeß oder die Ausrüstung für das Schäumen stört oder ändert.
  • Polymere für den Gebrauch in elektrisch leitenden polymerischen Schäumen können aus einer breiten Vielzahl von thermoplastischen Harzen, Mischungen thermoplastischer Harze oder Duroplasten ausgewählt werden. Beispiele für die thermoplastischen Harze, die in polymerischen Schäumen benutzt werden können, schließen ein Polyacetale, Polyacryle, Styrolacrylonitrile, Acryl-Nitril-Butadien-Styrole, Polyurethane, Polycarbonate, Polystyrene, Polyethylene, Polypropylene, Polyäthylenterephthalate, Polybutylenterephthalate, Polyamide wie, aber begrenzt nicht auf Nylon 6, Nylon 6,6, Nylon 6,10, Nylon 6,12, Nylon 11 oder Nylon 12, Polyamidimide, Polyarylate, Polyurethane, E thylenpropylengummis (EPR), Polyarylsulfone, Polyethersulfone, Polyphenylensulfide, Polyvinylchlorverbindungen, Polysulphone, Polyetherimide, Polytetrafluoroäthylene, fluorierte Ethylenpropylene, Polychlorotrifluoroethylene, Polyvinylidenfluoride, Polyvinylfluoride, Polyetherketone, Polyätheretherketone, Polyätherketonketone oder dergleichen oder die Kombinationen, die mindestens eins der vorangehenden thermoplastischen Harze enthalten.
  • Beispiele von Mischungen der thermoplastischen Harze, die in polymerischen Schäumen benutzt werden können, schließen ein Acryl-Nitril-Butadien-Styrol/Nylon, Polycarbonat/Acrylonitrilbutadienstyren, Acryl-Nitril-Butadien-Styrol/Polyvinyl Chlorverbindung, Polyphenylenäther/Polyetren, Polyphenylenäther/Nylon, Polysulphon/Acrylonitrilbutadienstyren, Polycarbonat/thermoplastische Urethane, Polycarbonate/Polyethyleneterephthalate, Polycarbonate/Polybutylenterephthalate, thermoplastische Elastomerverbindungen, Polyäthylenterephthte/Poly-butylen Terephthalate, Styrol-Maleic Anhydrid/Acrylonitrilbutadienstyrene, Polyether etherketone/Polyethersulfone, Styrolbutadien Gummi, Polyethylen/Nylon, Polyethylen/Polyacetale, Ethylenpropylengummi (EPR) oder dergleichen, oder die Kombinationen, die mindestens eines von den vorangehenden Mischungen enthalten.
  • Beispiele für die polymerischen in Wärme aushärtbaren Harze, die in polymerischen Schäumen benutzt werden können, schließen ein Polyurethan, Naturkautschuk, synthetischer Gummi, Ethylenpropylendienmonomere (EPDM), Epoxidharze, Phenolharze, Polyester, Polyamide, Silikone oder dergleichen oder die Kombinationen, die mindestens eines von den vorangehenden thermostatoplastischen Harzen enthalten. Mischungen der thermostatoplastischen Harze sowie Mischungen der thermoplastischen Harze mit thermostatoplastischen Harzen können für polymerische Schäume verwendet werden.
  • Die Polymeren für den Gebrauch in den elektrisch leitenden Elastomeren schließen die ein, die eine tatsächliche Härte nach Shore A von kleiner als oder etwa bis ungefähr 80 haben, vorzugsweise weniger als oder bis ungefähr 60 haben, und vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 40 aufweisen, und schließen mit ein thermostatoplastische Harze wie Styrolbutadiengummi (SBR), EPDM, Polyurethan und Silikone sowie thermoplastische Harze wie EPR und Elastomere, die abgeleitet werden von Polyacrylen, von Polyurethan, von Polyolefinen, von Polyvinylchlorverbindungen oder von Kombinationen, die mindestens eines von den vorangehenden elastomeren Materialien enthalten.
  • Wie hierin verwendet, schließt die Bezeichnung „Carbon Nanoröhrchen (nanotube)" eine Vielzahl unterschiedlicher, sehr kleiner Carbonfasern ein, die durchschnittliche Durchmesser von kleiner als oder von ungefähr 2000 Nanometer (nm) haben und die graphitische oder teilweise graphitische Strukturen haben. Verwendbare Carbon Nanoröhrchen schließen solche ein, bei denen die Außenseite der graphitischen Schichten oder Carbonschichten derivatisiert ist, z.B. abgebunden ist zu einer Mehrzahl von Sauerstoff enthaltenden Gruppen wie Carbonyl, carboxylhaltige Säure, Ester der karboxylhaltigen Säure, Epoxid, Vinylester, Hydroxyl-, Alkoxyl-, Isozyanat- oder Amidgruppen, oder Ableitungen davon, z.B. Sulfhydryl-, Amino- oder Iminogruppen.
  • Verwendbare Carbon Nanoröhrchen für das Aufprägen der elektrischen Leitfähigkeit auf polymerische Schäume und Elastomere haben Durchmesser von ungefähr 0,5 bis zu ungefähr 2000 Nanometer, und Längenverhältnisse, die größer sind als oder ungefähr 5 betragen. Vorzugsweise haben die Carbon Nanoröhrchen ein Längenverhältnis, das größer ist als oder bis ungefähr 10, vorzugsweise größer als oder ungefähr 100 und sogar noch mehr, vorzugsweise größer als oder ungefähr 1000 beträgt. Carbon Nanoröhrchen, wie hierin definiert, schließen Dampf gewachsene Carbon Nanofasern (nano fibers, VGCF) und die Multiwand und Einzelwand Carbon Carbon Nanoröhrchen ein, die von Prozessen wie Laser Ablation, Carbonlichtbogen, Abscheiden chemischen Dampfes (chemical vapor deposition) und anderen Prozessen erreicht werden, mit ein.
  • Die VGCF haben Durchmesser von ungefähr 3,5 bis zu ungefähr 2000 Nanometer und werden im Allgemeinen durch Abscheiden chemischen Dampfes produziert. Innerhalb dieses Bereiches haben die VGCF im Allgemeinen Durchmesser von größer als oder von bis ungefähr 3, von vorzugsweise größer als oder bis ungefähr 4,5, und vorzugsweise größer als oder bis ungefähr 5 Nanometer. Auch vorteilhaft innerhalb dieses Bereiches sind Durchmesser von kleiner als oder bis ungefähr 1000, vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 500 und vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 100 und vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 50 Nanometer. Das VGCF kann hohl oder ein Vollkörper sein und kann Außenflächen haben, die amorphes oder graphitisches Carbon enthalten. Feste VGCF werden häufig als Carbon Nanofasern bezeichnet. VGCF treten gewöhnlich in Form von Clustern auf, die häufig auch als Aggregate oder Agglomerate bezeichnet werden, die möglicherweise oder auch nicht eingebettete Katalysatorpartikel enthalten, die während ihrer Produktion verwendet werden.
  • VGCF werden im Allgemeinen in einer Menge von ungefähr 0,0001 bis zu ungefähr 50 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung verwendet. Innerhalb dieses Bereiches ist es im Allgemeinen vorteilhaft, eine Menge größer als oder bis ungefähr 0,0025 zu verwenden, vorzugsweise größer als oder bis ungefähr 0,5, und vorzugsweise größer als oder bis zu ungefähr 1 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung. Im allgemeinen ist es auch vorteilhaft, wenn das VGCF in einer Menge von weniger als oder bis zu ungefähr 40, vorzugsweise weniger als oder bis zu ungefähr 20, vorzugsweise weniger als oder bis zu ungefähr 5 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung vorhanden ist.
  • Andere Carbon Nanoröhrchen werden momentan durch die Laserverdampfung des Graphits oder durch Carbonbogensynthese produziert und liefern mit Fullerenen in Verbindung stehende Strukturen, die graphene Zylinder enthalten, die entweder offen oder am Ende mit Kappen geschlossen sein können, die pentagonale und/oder hexagonale Ringe enthalten. Diese Nanoröhrchen können eine einzelne Wand von Carbon haben und werden folglich im Allgemeinen Einzelwand Carbon Nanoröhrchen (single wall carbon nanotubes) benannt. Bevorzugte Einzel Wand Carbon Nanoröhrchen haben einen Durchmesser von ungefähr 0,5 bis ungefähr 3 Nanometer. Innerhalb dieses Bereiches ist es vorteilhaft, Einzelwand Carbon Nanoröhrchen zu benutzen, welche Durchmesser von größer als oder von bis ungefähr 0,6, von vorzugsweise größer als oder bis zu ungefähr 0,7 Nanometer haben. Auch innerhalb dieses Bereiches sind Einzel Wand Carbon Nanoröhrchen vorteilhaft, die Durchmesser von weniger als oder bis ungefähr 2,8, vorzugsweise weniger als oder bis ungefähr 2,7, und vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 2,5 Nanometer haben.
  • Carbon Nanoröhrchen, die mehrfache konzentrisch angeordnete Wände haben und sich durch Laserverdampfung von Graphit oder durch Carbonbogensynthese produzieren lassen, werden im Allgemeinen Multiwand Carbon Nanoröhrchen (multiwall carbon nanotubes) genannt. Multiwand Nanoröhrchen, die in polymerischen Schäumen und Elastomeren benutzt werden, haben im Allgemeinen Durchmesser von ungefähr 2 Nanometer bis ungefähr 50 Nanometer. Innerhalb dieses Bereiches ist es im Allgemeinen vorteilhaft, Durchmesser zu haben, die größer als oder bis ungefähr 3 sind, vorzugsweise größer oder bis ungefähr 4 sind, und die vorzugsweise größer sind als oder bis zu ungefähr 5 Nanometer sind. Auch innerhalb dieses Bereiches sind Durchmesser von kleiner als oder bis ungefähr 45, vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 40, vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 35, vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 25 und am liebsten kleiner als oder bis ungefähr 20 Nanometer vorteilhaft. Einzelwand oder Multiwand Carbon Nanoröhrchen existieren im Allgemeinen in Form von den Clustern (auch häufig bezeichnet als Agglomerate und Aggregate) und können oder können nicht eingebettete Katalysatorpartikel enthalten, die in ihrer Produktion verwendet werden. Einzelwand Carbon Nanoröhrchen neigen dazu, in Form von Seilen aufzutreten wegen der Van der Waals Kräfte, Cluster, die durch derartige Seile gebildet werden, können auch benutzt werden. Einzel Wand Nanoröhrchen können metallisch oder Halbleiter sein. Es ist vorzuziehen, Zusammensetzungen zu benutzen, die für die Zwecke der elektromagnetischen Abschirmung einen so hohen wie möglich Gewichtprozentsatz an metallischen Carbon Nanoröhrchen haben.
  • Einzel- und/oder Multiwand Carbon Nanoröhrchen werden in den Mengen benutzt, die wirkungsvoll sind, die gewünschte Leitfähigkeit zur Verfügung zu stellen, im Allgemeinen in einer Menge von ungefähr 0,0001 zu ungefähr 50 Gew.-% des Gesamtgewichts der polymerischen Schaum- oder Elastomer-Zusammensetzung. Innerhalb dieses Bereiches ist es im Allgemeinen vorteilhaft, wenn die Einzel und/oder Multiwand Nanoröhrchen in einer Menge von größer als oder von bis ungefähr 0,05, von vorzugsweise größer als oder bis ungefähr 0,1 des Gesamtgewichts der polymerischen Schaum- oder Elastomer-Zusammensetzung vorhanden sind. Auch vorteilhaft ist es, wenn die Einzel und/oder Multiwand Carbon Nanoröhrchen in einer Menge kleiner als oder bis ungefähr 40 vorhanden sind, vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 20 und vorzugsweise kleiner als oder bis zu ungefähr 5 Gew.-% des Gesamtgewichts der polymerischen Schaum- oder Elastomer-Zusammensetzung.
  • Die Carbon Nanoröhrchen, die Verunreinigungen wie amorphen Kohlenstoff oder Ruß, oder katalytische Materialien wie Eisen, Nickel, Kupfer, Aluminium, Yttrium, Kobalt, Schwefel, Platin, Gold, Silber oder dergleichen oder Kombinationen von mindestens einem der vorangehenden katalytischen Ma terialien enthalten, können auch benutzt werden. In einer Ausbildung können die Carbon Nanoröhrchen Verunreinigungen in einer Menge von weniger als oder bis zu ungefähr 80 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als oder bis zu ungefähr 60 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als oder bis zu ungefähr 40 Gew.-% und am liebsten von kleiner als oder bis zu ungefähr 20 Gew.-% enthalten, basierend auf dem Gesamtgewicht der Carbon Nanoröhrchen und der Verunreinigungen.
  • Andere elektrisch leitende Füller wie Ruß, Carbonfasern wie PAN Fasern (PAN fibers), Metall bedeckte Fasern oder Kugeln wie z.B. mit Metall überzogene Glasfasern, Metall beschichtete Carbonfasern, mit Metall überzogene organische Fasern, Metall beschichtete keramische Kugeln, Metall beschichtete Glaskörner und dergleichen, eigen leitende Polymer-Plastiken wie Polyaniline, Polypyrrole, Polythiophene in Partikel- oder Fäserchenform, leitende Metalloxide wie Zinnoxid oder Indiumzinnoxid und Kombinationen, die mindestens einen von den vorangehenden leitenden Füllern enthalten, können auch benutzt werden. Die Menge dieser Füller wird vorzugsweise so gewählt, dass sie die abschließenden Eigenschaften der polymerischen Schäume und Elastomere nicht nachteilig beeinflusst. Typische Mengen, wenn vorhanden, sind ungefähr 0,1 bis zu ungefähr 80 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzungen. Innerhalb dieses Bereiches ist es im Allgemeinen vorteilhaft, eine Menge von größer als oder von bis ungefähr 1,0, von vorzugsweise größer als oder bis zu ungefähr 5 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzungen zu haben. Auch ist eine Menge von kleiner als oder von bis ungefähr 70, vorzugsweise kleiner als oder bis zu ungefähr 65 Gew.%, des Gesamtgewichts der Zusammensetzung vorteilhaft.
  • Zusätzlich zu den elektrisch leitenden Füllern können auch andere Füller z.B. verstärkende Füller wie Kieselerde anwesend sein. In einer bevorzugten Verkörperung wird ein thermisch leitender oder thermisch nicht leitfähiger Füller verwendet, um thermisches Management sowie elektrische Leitfähig keit zur Verfügung zu stellen. Bekannte thermisch leitende Füller schließen Metalloxide, Nitride, Karbonate oder Karbide mit ein (im folgenden manchmal bezeichnet als "keramische Zusätze"). Solche Zusätze können in Form von Puder, Flocken oder Fasern sein. Beispielhafte Materialien schließen Oxide, Karbide, Karbonate und Nitride des Zinns, des Zinks, des Kupfers, des Molybdäns, des Kalziums, des Titans, des Zirkoniums, des Bors, des Silikons, des Yttriums, des Aluminiums oder des Magnesiums oder des Glimmers, der keramischen Glasmaterialien oder des fixierten Silikons mit ein. Wenn gewünscht, werden die thermisch leitenden Materialien in den Quantitäten hinzugefügt, die wirkungsvoll sind, die gewünschte Wärmeleitfähigkeit zu erzielen, im Allgemeinen eine Menge von ungefähr 10 zu den Teilen ungefähr mit 500 Gewichtsteilen. Innerhalb dieses Bereiches ist es vorteilhaft, die thermisch leitenden Materialien in einer Menge von größer als oder von bis ungefähr 30, von vorzugsweise größer als oder bis zu 75 Gewichtsteilen hinzuzufügen, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Auch innerhalb dieses Bereiches ist eine Menge von kleiner als oder von bis zu ungefähr 150 Gewichtsteilen, vorzugsweise kleiner als oder bis zu ungefähr 100 Gewichtsteilen vorteilhaft, die auf dem Gesamtgewicht des Zusammensetzung basieren.
  • Die Herstellung der verschiedenen polymerischen Schäumen und Elastomeren erfolgt im Allgemeinen durch Prozesse, die in der Technik bekannt sind. Im allgemeinen werden die polymerischen Harze (im Falle der thermoplastischen Harze und der Harzmischungen) oder Zusammensetzungen für die Herstellung von Polymeren (im Falle der thermostatoplastischen Harze), gegebenenfalls die Zusätze, der Katalysator, Polymerisations- bzw. Vernetzungsmittel, zusätzliche Füller und dergleichen und die Carbon Nanoröhrchen gemischt, abgekühlt geschäumt und/oder wenn gewünscht aufgeblasen, werden geformt (z.B., gegossen oder geformt), dann ausgehärtet, falls anwendbar. Es kann auch ein schrittweises Hinzufügen der verschiedenen Bestandteile erfolgen, z.B. können die Carbon Nanoröhrchen in Form eines konzentrierten Vorgemischs zur Verfügung gestellt werden, und, z.B. in einem Extruder stromabwärts hinzugefügt werden. Die Schäume können in Form von Blättern, Schläuchen oder chemisch oder physikalisch geblasenen Körpern (bun stock) produziert werden. Die Elastomere werden im Allgemeinen in Form von Blättern, Schläuche, Rohre, Scheiben, Platten, oder dergleichen oder in Kombinationen, die mindestens eine von der vorangehenden Form enthalten, produziert.
  • Während der Herstellung ist es im Allgemeinen vorteilhaft, alle mögliche Cluster, Aggregate oder Agglomerate von Carbon Nanoröhrchen mit minimaler Beschädigung des Längenverhältnisses zu entwirren, um erhöhte elektrische Leitfähigkeit, insbesondere die erhöhte elektromagnetische Abschirmung oder die elektrostatischen dissipative Eigenschaften bei niedrigeren Gewichtsprozentsätzen an Nanoröhrchen zur Verfügung zu stellen. Während das Verringern der Viskosität während der Herstellung der Elastomere und polymerischen Schäume nicht im Allgemeinen durchgeführt wird, kann es vorteilhaft sein, dass jedwedes Mischen während der Herstellung mit einer so niedrigen Viskosität wie möglich durchgeführt wird, da ein Mischvorgang bei niedrigeren Viskositäten die Scherkräfte im wesentlichen verringert, die auf den Nanoröhrchen einwirken. Dementsprechend, wenn eine Zusammensetzung zu einem Elastomeren in einem Extruder verarbeitet werden soll, kann es vorteilhaft sein, ein entfernbares Verdünnungsmittel in die Schmelze vor der Einleitung der Nanoröhrchen einzugeben, um die Schmelzviskosität der Zusammensetzung wesentlich zu verringern. Das Verdünnungsmittel kann entfernt werden, nachdem ein Teil des Dispergierens oder das komplette Verteilen der Nanoröhrchen im Elastomer durchgeführt ist.
  • Ähnlich ist es in der Vorbereitung von polymerischen Schäumen vorteilhaft, gewünschte Blas- bzw. Treibmittel in das polymerische Harz vor dem Einleiten der Nanoröhrchen zuzufügen, um die Dispergierung zu erleichtern und dabei die Beschädigung der Nanoröhrchen zu verringern. Der Blasen des Schaums produziert einen ähnlichen Effekt, dadurch, dass es Nanoröhrchen mit niedriger oder minimaler Beschädigung des Längenverhältnisses entwirrt, weil die Expansion jedes möglichen Polymer-Plastiks, das in einem nanotube Cluster oder einem Aggregat oder einem Agglomerat eingeschlossen ist, das Entwirren der einzelnen Nanoröhrchen mit minimaler Beschädigung verursacht. So kann ein Mischen der Nanoröhrchen mit dem Polymer-Plastik bei verringerter Viskosität und danach das Schäumen der Polymer-Plastik eine ausgezeichnete Leitfähigkeit bei niedrigen Ladenniveaus ergeben, weil das Längenverhältnis der Nanoröhrchen erhalten bleibt. Zugabe von kohlenstoffarmen Nanoröhrchen hilft, die vorteilhaften physikalischen Eigenschaften der Elastomere und des polymerischen Schäume beizubehalten.
  • Wie oben angeführt, wird nach dem Stand der Technik die Produktion der leitenden polymerischen Schäume oftmals unter Verwendung einer große Menge elektrisch leitender Füller durchgeführt, die die Schaumgummieigenschaften wie Weichheit nachteilig beeinflussen können. Dies führt auch zu einem Schaumgummi mit hoher Dichte, obwohl der leere Anteil bzw. Gehalt (auch allgemein gekennzeichnet als Porosität) hoch ist. Das Verhältnis zwischen leerem Anteil und der Schaumgummidichte wird durch den Ausdruck wiedergegeben:
    Leerer Anteil = 1 – (Schaumgummidichte/spezifisches Gewicht der Matrix)
    wobei das spezifische Gewicht der Matrix sich auf das spezifische Gewicht des polymerischen Materials bezieht, das im Schaumgummi benutzt wird. Es ist folglich vorteilhaft, eine so niedrig Dichte wie möglich zu haben, während man einen so gross wie möglichen leeren Anteil im elektrisch leitenden polymerischen Schaum hat. Wie hierin verwendet, bezieht das Wort "Schäume" auf Materialien, die eine zellulare Struktur und Dichten haben, die niedriger sind als ungefähr 1040 kg/m3 (65 pound pro Kubikfuß (pcf)), vorzugsweise kleiner als oder bis zu ungefähr 880 kg/m3 (55 pcf), vorzugsweise kleiner als oder bis zu ungefähr 720 kg/m3 (45 pcf), am liebsten kleiner als oder bis zu ungefähr 640 kg/m3 (40 pcf). Es ist auch im Allgemeinen vorteilhaft, einen leeren Anteil bzw. Hohlraumanteil von ungefähr 20 bis ungefähr 99% zu haben, vorzugsweise größer als oder bis ungefähr 30%, und vorzugsweise größer als oder bis ungefähr 50%, jeweils basierend auf dem Gesamtvolumen des elektrisch leitenden polymerischen Schaumgummis.
  • Der Einsatz von Carbon Nanoröhrchen erlaubt die Produktion von elektrisch leitenden Elastomer-Schäumen, die ein Leitvermögen von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 108 Ohmzentimeter haben. Innerhalb dieses Bereiches kann der spezifische Volumenwiderstand kleiner oder gleich etwa 106 Ohmzentimeter sein, kleiner oder gleich etwa 104 Ohmzentimeter sein, oder kleiner oder gleich etwa 103 Ohmzentimeter sein und ist vorzugsweise kleiner oder gleich etwa 102 Ohmzentimeter, ist bevorzugter kleiner oder gleich etwa 102 Ohmzentimeter, besonders bevorzugt kleiner als oder bis ungefähr 10 und am meisten bevorzugt kleiner als oder bis zu ungefähr 1 Ohmzentimeter.
  • Einsatz von Carbon Nanoröhrchen erlaubt zudem die Produktion von elektrisch leitenden Elastomeren, die eine Härte nach Shore A von kleiner als oder bis ungefähr 80, vorzugsweise weniger als oder bis ungefähr 70, vorzugsweise weniger als oder bis ungefähr 50 und am liebsten kleiner als oder bis ungefähr 40 haben, sowie ein Leitvermögen von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 103 Ohmzentimeter haben. Innerhalb dieses Bereiches ist es vorteilhaft, ein Leitvermögen von weniger als oder bis zu ungefähr 102 Ohmzentimeter zu haben. Auch innerhalb dieses Bereiches ist ein spezifischer Volumenwiderstand kleiner als oder bis ungefähr 10 und besonders bevorzugt kleiner als oder bis zu ungefähr 1 Ohmzentimeter vorteilhaft.
  • In einer bevorzugten Verkörperung können die polymerischen Schäume und Elastomere elektromagnetische Abschirmung in einem Maße von größer als oder bis zu ungefähr 50 Dezibel (dB), von vorzugsweise größerer als oder bis zu ungefähr 70 dB, noch mehr bevorzugt von größer als oder bis zu ungefähr 80 dB zur Verfügung stellen, und am liebsten größer als oder bis zu ungefähr 100 dB. Die elektromagnetische Abschirmung wird allgemein in Übereinstimmung mit MIL-G-83528B gemessen.
  • In einer besonders bevorzugten Verkörperung ist die spezifische Volumenwiderstand bzw. das Leitvermögen des polymerischen Schaumgummis und/oder des Elastomerschaumes kleiner als oder bis ungefähr 1 Ohmzentimeter, und die elektromagnetische Abschirmung ist größer als oder bis zu ungefähr 80 dB.
  • Polyurethan Schäume und Elastomere, Polyolefin Schäume und Elastomere, und Silikon Schäume und Elastomere sind besonders geeignet für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung.
  • Im allgemeinen werden Polyurethan Schäume und Elastomere von Zusammensetzungen gebildet, die einen organischen Polyisocyanat Bestandteil, eine aktiven Wasserstoff enthaltende Komponente, die mit dem Polyisocyanate Bestandteil reagiert, ein Tensid und einen Katalysator enthält. Der Prozeß der Herstellung des Schaums kann ein chemische oder physikalische Treibmittel benutzen, oder der Schaum wird mechanisch geschäumt. Z.B. weist ein Prozess der Bildung des Schaumgummis ein im wesentlichen und gleichmäßiges Dispergieren von Edelgas während des Mischens der oben beschriebenen Zusammensetzung durch mechanisches Schlagen der Mischung auf, um einen durch Hitze härtbaren Schaum zu bilden, der im wesentlichen strukturell und chemisch stabil ist, aber bearbeitbar bei Umgebungsbedingungen ist; und ein Aushärten des Schaums, um einen ausgehärteten Schaumgummi zu bilden. Es kann auch vorteilhaft sein, ein physikalisches Blas- bzw. Treibmittel in den Schaum einzubringen, um die Schaumgummi dichte während des Vernetzungsprozesses weiter zu verringern. In einer anderen Verkörperung wird der Polyurethanschaumgummi von der reagierenden Zusammensetzung gebildet, wobei nur physikalische oder chemische Treibmitteln verwendet werden, ohne Notwendigkeit von irgendwelchem mechanischen Schäumen.
  • Die organischen Polyisocyanate, die in der Vorbereitung von elektromagnetisch abschirmenden und/oder elektrostatisch dissipativen Polyurethanelastomeren oder -schäumen benutzt werden, enthalten im Allgemeinen Isocyanate, welche die allgemeine Formel haben: Q (NCO) z ,worin i eine ganze Zahl von mindestens zwei ist und Q ein organisches Radikal ist, welches die Wertigkeit von i hat, worin i einen Durchschnittswert größer als 2 hat. Q kann eine substituierte oder nicht substituierte Kohlenwasserstoffgruppe (d.h., eine Alkylen- oder eine Arylen-Gruppe) sein, oder eine Gruppe, welche die Formel Q1-Z-Q1, wobei Q1 ein Alkylen- oder Arylengruppe ist und Z steht für -O-, -O-Q1-S, -CO-, -S-, -S-Q1-S-, -SO-, -SO2, Alkylen oder Arylen. Beispiele solcher Polyisocyanate schließen Hexamethylendiisocyanat, 1,8-Diisocyanat-p-methan, Xylyl-diisocyanat, Diisocyanatocyclohexan, Phenyldiisocyanat, Tolylendiisocyanat, einschließlich 2,4-Tolylen-diisocyanat, das 2,6-Tolylen-diisocyanat und rohes Tolylendiisocyanat, Bis-(4-isocyanatophenyl)-methan, Chlorophenylediisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (alias 4,4'-Diphenyl-Methan-diisocyanate oder MDI) und Addukte davon, Naphthalen-1,5-Diisocyanat, Triphenylmethan-4,4',4''-triisocyanat, Isopropylbenzen-alpha-4-diisocyanat und polymerische Isocyanate wie Polymethylenpolyphenylisocyanat.
  • Q kann auch ein Polyurethan Radikal darstellen, das eine Wertigkeit von i hat, in diesem Fall ist Q(NCO)i eine Zusammensetzung, die als ein Vorpolymerisat bzw. Prepolymer bekannt ist. Solche Vorpolymerisate werden gebil det, indem man einen stöchiometrischen Überschuß eines Polyisocyanats wie oben mit einem aktiven Wasserstoff-enthaltenen Bestandteil, insbesondere Polyhydroxyl-enthaltende Materialien oder Polyole, wie sie weiter unten beschrieben sind, reagiert. Normalerweise wird z.B. das Polyisocyanat in Anteilen von ungefähr 30 Prozent stöchiometrischem Überschuß bis zu ungefähr 200 Prozent stöchiometrischem Überschuß eingesetzt, die Stöchiometrie basiert dabei auf Äquivalenten der Isocyanatgruppe pro Äquivalent des Hydroxyls im Polyol. Die Menge von eingesetztem Polyisocyanat verändert sich geringfügig mit der Natur des Polyurethans, das zubereitet wird.
  • Der aktiven Wasserstoff-enthaltende Bestandteil kann Polyätherpolyol und Polyester-Polyol enthalten. Verwendbare Polyester-Polyole sind einschließlich der Polykondensationsprodukte von Polyolen mit dicarbonischen Säuren oder Ester-bildenden Ableitungen davon (wie Anhydride, Ester und Halogenide), Polylacton-Polyole, die durch Ring-öffnende Polymerisierung der Laktone in Anwesenheit von Polyolen erreichbar sind, Polycarbonatpolyole, die durch Reaktion der Karbonatdiester mit Polyolen erreichbar sind, und Rizinusölpolyole.
  • Verwendbare dicarbonische Säuren und Derivate der dicarbonischen Säuren, die für das Produzieren der Polykondensation-Polyester-Polyole nützlich sind, sind aliphatische oder cycloaliphatische dicarbonische Säuren wie Glutar-, Adipic-, Sebacic-, Fumarische- und Malein-säuren; dimerische Säuren; aromatische dicarbonische Säuren wie, aber nicht begrenzt auf die Phthal-, Isophthal- und Terephthal-Säuren; dreibasische oder höhere polycarboxylische funktionelle Säuren wie pyromellitische Säure; sowie Anhydride und zweite Alkylester wie, aber begrenzt nicht auf Maleic-Anhydrid, Phthal-Anhydrid und Dimethyl-Terephthalat.
  • Zusätzliche aktive Wasserstoff-enthaltende Bestandteile sind die Polymeren der zyklischen Ester. Die Bereitung der zyklischen Esterpolymeren von min destens einem zyklischen Estermonomer ist in der Patentliteratur gut dokumentiert, wie durch US Patente Nr. 3,021,309 bis 3,021,317; 3,169,945; und 2,962,524. Verwendbare zyklische Estermonomeren schließen ein, aber werden nicht begrenzt auf δ-Valerolacton, ε-Caprolacton, zeta-Enantholacton, die Monoalkylvalerolactone, wie z.B. Monomethyl-, Monoäthyl- und Monohexyl-Valerolacton. Im allgemeinen kann Polyester-Polyol Caprolacton-basierte Polyester-Polyole, aromatische Polyester-Polyole, auf Ethylenglykol-Adipaten basierende Polyole und Mischungen enthalten, die irgendein von den vorangehenden Polyester-Polyolen enthalten. Die Polyester-Polyole, die von ε-Caprolactonen, von Adipic-Säure, von Phthal- Anhydrid, von der Terephthal- Säure oder von den Dimethyl Estern der Terephthal- Säure gebildet werden, werden im Allgemeinen bevorzugt.
  • Die Polyätherpolyole werden durch die chemische Hinzufügung der Alkylenoxiden erhalten, wie Ethylenoxid, Propylenoxid und Mischungen davon, zu Wasser oder organischen Polywasserstoffzusammensetzungen, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylen-Glykol, 1,2 Butylenglykol, 1,3 Butanediol, 1,4 Butanediol, 1,5-Pentanediol, 1,2 Hexylene-Glykol, 1,10 Denanediol, 1,2 Cyclohexanediol, 2-Buten-1,4-Diol, 3-Cyclohexen-1,1 Dimethanol, 4-Methyl-3-cyclohexen-1,1-dimethanol, 3-methylen-1,5-pentanediol, Diäthylenglykol, (2-Hydroxyethoxy)-1-propanol, 4-(2-hydroxyethoxy)-1-butanol, 5-(2-Hydroxypropoxy)-1-pentanol, 1-(2-Hydroxymethoxy)-2-hexanol, 1-(2-Hydroxypropoxy)-2-octanol, 3-Allyloxy-1,5-pentanediol, 2-Allyloxymethyl-2-methyl-1,3-Propanediol, [(4,4-pentyloxy)-Methyl]-1,3-Propanediol, 3-(o-Propenylphenoxy)-1,2-Propanediol, 2,2'-Diisopropylidenebis(pphenyleneoxy)-diethanol, Glycerin, 1,2,6-Hexanetriol, 1,1,1-Trimethylolethan, 1,1,1-Trimethylolpropan, 3-(2-Hydroxyethoxy)-1,2-Propanediol, 3-(2-hydroxypropoxy)-1,2-Propanediol, 2,4-Dimethyl-2-(2-hydroxyethoxy)methylpentanediol-1,5, 1,1,1-tris-[(2-hydroxyethoxy)-Methyl]-Ethan, 1,1,1-tris-[(2-hydroxypropoxy)-Methyl]-Propan, Diäthylenglykol, Dipropylen-Glykol, Pentaerythritol, Sorbit, Saccharose, Laktose, Alpha-Methylglucoside, Alpha hydroxyalkylglucoside, Novolac Harze, phosphorige Säure, benzenephosphorige Säure, Polyphosphorsäuren wie tripolyphosphorige Säure und tetrapolyphosphorige Säure, dreifache Kondensationsprodukte und dergleichen. Die Alkenoxide, die eingesetzt werden, wenn Polyoxyalkylene-Polyole produziert werden, haben normalerweise 2 bis 4 Kohlenstoffatome. Propylenoxid und Mischungen des Propylenoxids mit Ethylenoxid werden bevorzugt. Die oben verzeichneten Polyole können auch per se als der aktive Wasserstoffbestandteil verwendet werden.
  • Eine bevorzugte Kategorie Polyätherpolyole wird im Allgemeinen durch die folgende Formel dargestellt R[(OCnH2n)zOH]a, worin R Wasserstoff oder ein vielwertiges Kohlenwasserstoffradikal ist; a ist ganzzahlig (d.h., 1 oder 2 bis 6 bis 8) gleich der Wertigkeit von R, n in jedem Auftreten ist eine ganze Zahl von 2 bis 4 einschließlich (vorzugsweise) 3 und z in jedem Auftreten ist eine ganze Zahl, die einen Wert von 2 bis ungefähr 200, vorzugsweise von 15 bis ungefähr 100, hat. Der bevorzugte Polyätherpolyol enthält eine Mischung von einem oder mehreren von Dipropylene-Glykol, 1,4-Butanediol, 2-Methyl-1,3-Propanediol oder dergleichen oder Kombinationen, die mindestens eines von den vorangehenden Polyätherpolyolen enthalten.
  • Andere Arten aktiven Wasserstoff-enthaltende Materialien, die verwendet werden können, sind der Polymer-Polyol Zusammensetzungen, die durch Polymerisieren von ethylenisch ungesättigten Monomeren in einem Polyol erhalten werden, wie im US Patent Nr. 3,383,351 beschrieben, dessen Offenbarungsgehalt hiermit vollumfänglich einbezogen wird. Verwendbare Monomeren für das Produzieren solcher Zusammensetzungen schließen Acrylonitril, Vinylchlorverbindungen, Styrol, Butadien, Vinylidenchlorid und andere ethylenisch ungesättigte Monomeren, wie identifiziert und angegeben im obenerwähnten US Patent, mit ein. Verwendbare Polyole schließen die oben stehend angegebenen und die im US Patent Nr. 3,383,351 angegebenen mit ein. Die Polymer-Polyol-Zusammensetzungen können von größer als bzw. gleich ungefähr 1, vorzugsweise von größer als oder gleich ungefähr 5, und stärker bevorzugt größer als oder gleich ungefähr 10 Gew.-% Monomere enthalten, die in Polyol polymerisiert sind, wobei das Gewichtprozent auf der Gesamtmenge des Polyols basiert. Es ist auch im Allgemeinen vorteilhaft für die Polymer-Polyol-Zusammensetzungen, dass sie kleiner gleich ungefähr 70, vorzugsweise weniger als oder gleich ungefähr 50, vorzugsweise weniger als oder gleich ungefähr 40 Gew.-% Monomere enthalten, die in Polyol polymerisiert sind. Solche Zusammensetzungen lassen sich bequem vorbereiten, indem man die Monomeren im ausgewählten Polyol bei einer Temperatur von 40 °C bis 150 °C in Anwesenheit eines Polymerisierungkatalysators mit freiem Radikal, wie Hyperoxyde, Persulphate, Percarbonate, Perborate und Azo-Verbindungen polymerisiert.
  • Der aktive Wasserstoff-enthaltende Bestandteil kann auch Polyhydroxyl-haltige Zusammensetzungen enthalten, wie Hydroxyl-terminierte Polyhydrocarbone (US Patent Nr. 2,877,212); Hydroxyl-beendete Polyformale (US Patent Nr. 2,870,097); Fettsäuretriglyzeride (US Patente Nr. 2,833,730 und 2,878,601); Hydroxyl-beendete Polyester (US Patente Nr. 2,698,838; 2,921,915; 2,850,476; 2,602,783; 2,811,493; 2,621,166 und 3,169,945); Hydroxymethyl-beendete Perfluoromethylene (US Patente Nr. 2,911,390 und 2,902,473); Hydroxyl-beendete Polyalkylen-Etherglykole (US Patent Nr. 2,808,391; Britisches Patent Nr. 733 624); Hydroxyl-beendete Polyalkylenearylen-Etherglykole (US Patent Nr. 2,808,391); und Hydroxyl-beendete Polyalkylen-Ethertriole (US Patent Nr. 2,866,774).
  • Die Polyole können Hydroxylzahlen haben, die über einen breiten Bereich schwanken. Im allgemeinen können die Hydroxylzahlen der Polyole, einschließlich andere Vernetzung Zusätze, wenn sie eingesetzt werden, sich in einem Bereich erstrecken von ungefähr 28 bis ungefähr 1000 und höher, vorzugsweise ungefähr 100 bis ungefähr 800. Die Hydroxylzahl wird definiert als die Zahl von Milligrammen Kaliumhydroxid, das für die komplette Neutralisation des Hydrolyseproduktes des völlig acetylierten Derivats verwendet wird, das mit 1 Gramm Polyol oder Mischungen von Polyolen mit oder ohne andere Vernetzungszusätze zubereitet wird. Die Hydroxylzahl kann auch durch die folgende Gleichung definiert werden: OH = (56.1 × 1000 × ⨍) : M.W. worin OH die Hydroxylzahl des Polyols ist, ⨍ ist die durchschnittliche Funktionalität, die die durchschnittliche Zahl der Hydroxylgruppen pro Molekül des Polyols ist, und M.W. ist das durchschnittliche Molekulargewicht des Polyols.
  • Wenn benutzt, sind viele geeignete Blas- bzw. Treibmittel oder eine Mischung der Treibmittel, und insbesondere Wasser verwendbar. Das Wasser reagiert mit dem Isocyanatbestandteil, wodurch als Ergebnis CO2 erhalten wird, das das zusätzliche notwendige Blasmittel bildet. Es ist im Allgemeinen vorteilhaft, die aushärtende Reaktion zu steuern, indem man selektiv Katalysatoren einsetzt, wenn Wasser als das Treibmittel benutzt wird. Wechselweise können Mittel, die beim Zerfallen Gase (z.B., Azo-Mittel) frei setzen, auch verwendet werden.
  • Besonders geeignete Treibmittel sind physikalische Treibmittel, die Wasserstoffatom-enthaltende Bestandteile aufweisen, und die allein oder als Mischungen miteinander oder mit einer anderen Art Treibmittel wie Wasser oder Azo-Verbindungen benutzt werden können. Diese Treibmittel können aus einer grossen Menge an Materialien, einschließlich Kohlenwasserstoffen, Ethern und Estern und teilweise halogenierten Kohlenwasserstoffen, Ethern und Estern und dergleichen ausgewählt werden. Typische physikalische Treibmittel haben einen Siedepunkt zwischen ungefähr 50 °C und ungefähr 100 °C, und vorzugsweise zwischen about-50 °C und ungefähr 50 °C. unter den verwendbaren Wasserstoff-enthaltenden Treibmitteln sind die HCFC (Halo Chlorofluorocarbone) wie 1,1-Dichlor-1-Fluoroetran, 1,1-Dichloro-2,2,2-Trifluoroethan, Monochlorodifluoromethan und 1-Chloro-1,1-Difluoroethan; die HFCs (Halofluorkohlenstoffe) wie 1,1,1,3,3,3-Hexafluoropropan, 2,2,4,4-Tetrafluorobutan, 1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-methylpropan, 1,1,1,3,3-Pentafluoropropan, 1,1,1,2,2-Pentafluoropropan, 1,1,1,2,3-Pentafluoropropan, 1,1,2,3,3-Pentafluoropropan, 1,1,2,2,3-Pentafluoropropan, 1,1,1,3,3,4-Hexafluorobutan, 1,1,1,3,3-Pentafluorobutan, 1,1,1,4,4,4-Hexafluorobutan, 1,1,1,4,4-Pentafluorobutan, 1,1,2,2,3,3-Hexafluoropropan, 1,1,1,2,3,3-Hexafluoropropan, 1,1-Difluoroethan, 1,1,1,2-Tetrafluoroethane und -Pentafluoroethan; die HFE (Halofluoroether) wie Methyl-1,1,1-Trifluoroethylether und Difluoromethyl-1,1,1-Trifluoroethylether; und die Kohlenwasserstoffe wie n-Pentan, Isopentan und Cyclopentan.
  • Wenn sie benutzt werden, enthalten die Treibmittel einschließlich Wasser im Allgemeinen größer als oder bis 1, vorzugsweise größer als oder bis zu 5 Gewichtsanteilen (Gew.-%) der Polyurethanflüssigphasen-Zusammensetzung. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, das Treibmittel in einer Menge zu haben, die kleiner ist als oder gleich ist bis ungefähr 30, vorzugsweise weniger als oder bis zu 20 Gew.-% der Polyurethanflüssigphasen-Zusammensetzung. Wenn ein Treibmittel einen Siedepunkt bei oder unterhalb bei Umgebungstemperatur hat, wird es unter Druck gehalten, bis es mit den anderen Bestandteilen vermischt ist.
  • Die geeigneten Katalysatoren, die benutzt werden, um die Reaktion des Isocyanatbestandteils mit dem aktiven Wasserstoff-enthaltenen Bestandteil zu katalysieren, sind im Stand der Technik bekannt und werden beispielhaft durch die organischen und anorganischen sauren Salze von, und organometallischen Derivaten von Wismut, Blei, Zinn, Eisen, Antimon, Uran, Kadmium, Kobalt, Thorium, Aluminium, Quecksilber, Zink, Nickel, Cer, Molybdän, Vanadium, Kupfer, Mangan und Zirkonium, sowie auch Phosphine und ter tiäre organische Amine illustriert. Beispiele solcher Katalysatoren sind Dibutytin-dilaurat, Dibutyltin-Diacetat, Zinnoktoat, Blei-Oktoat, Kobalt-Naphthenat, Triethylamin, Triethylenediamin, N,N,N',N'-Tetramethylethylenediamin, 1,1,3,3-Tetramethylguanidin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-Butanediamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, 1,3,5-tris-(N,N-Dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazine, o- und p-(Dimethylaminomethyl)-Phenole, 2,4,6-tris(Dimethylaminomethyl)-Phenol, N,N-Dimethylcyclohexylamin, Pentamethyldiethylenetriamine, 1,4-Diazobicyclo-[2,2,2]-Oktan, N-Hydroxyl-Alkyl quaternäre Ammonium-Carboxylate und Tetramethylammonium-Formiat, Tetramethylammonium-Azetat, Tetramethylammonium-2Ethylhexanoat und dergleichen, sowie den Zusammensetzungen, der mindestens irgendeinen der vorangehenden Katalysatoren enthält.
  • Metall-Acetyl-acetonate werden bevorzugt, basierend auf Metallen wie Aluminium, Barium, Kadmium, Kalzium, Cer (III), Chrom (III), Kobalt (II), Kobalt (III), Kupfer (II), Indium, Eisen (II), Lanthan, Blei (II), Mangan (II), Mangan (III), Neodym, Nickel (II), Palladium (II), Kalium, Samarium, Natrium, Yterbium, Titan, Vanadium, Yttrium, Zink und Zirkonium. Ein allgemeiner Katalysator ist bis-(2,4-Pentanedionat)-Nickel(II) (alias Nickelazetylazetonat oder Diacetylacetonat-Nickel) und Ableitungen davon wie Diacetonitrilediacetylacetonato-Nickel, Diphenylnitrilediacetylacetonato-Nickel, bis-(triphenylphosphine)-Diacetylacetylacetonato-Nickel und dergleichen. Eisenazetylazetonat (FeAA) ist besonders bevorzugt, dies aufgrund seiner relativen Stabilität, guten katalytischen Tätigkeit und Mangel an Giftigkeit. Das Metallazetylazetonat wird am bequemsten durch Predissolution in einem verwendbaren Lösungsmittel wie Dipropylene-Glykol oder einem anderen Hydroxyl, das Bestandteile enthält, die dann an der Reaktion teilnehmen und Teil des abschließenden Produktes werden, hinzugefügt.
  • In einer bevorzugten Methode des Produzierens der Polyurethan Schäume, werden die Bestandteile für das Produzieren der Schäume, d.h. der Isozyanatbestandteil, der aktiven Wasserstoff enthaltende Bestandteil, das Tensid, der Katalysator, die wahlweise zugegebenen Treibmittel, die Carbon Nanoröhrchen und anderen Zusätzen zuerst zusammen vermischt und dann dem mechanischen Schäumen mit Luft unterworfen. Alternativ können die Bestandteile der Flüssigphase während des mechanischen Schäumenprozesses der Reihe nach hinzugefügt werden. Die Gasphase der Schäume ist am liebsten Luft wegen seiner Billigkeit und bereiten Verwendbarkeit. Jedoch, wenn gewünscht, können andere Gase benutzt werden, die unter Umgebungsbedingungen gasförmig sind und die im Wesentlichen inert oder mit jedem möglichem Bestandteil der Flüssigphase nicht reagierend sind. Solche anderen Gase schließen, z.B., Stickstoff, Kohlendioxyd und Fluorkohlenstoffe mit ein, die normalerweise bei der Umgebungstemperatur gasförmig sind. Das Edelgas wird in die Flüssigphase durch mechanisches Schlagen vom der Flüssigphase in einer Hoch-Schervorrichtung, wie z.B. in einem Hobart Mischer oder einem Oakes Mischer eingebracht. Das Gas kann unter Druck eingeführt werden, wie beim üblichen Betrieb eines Oakes Mischers oder es kann von der darüberliegenden Atmosphäre eingezogen werden durch Schlagen wie in einem Hobart Mischer. Der mechanische schlagende Betrieb wird vorzugsweise mit einem Druck nicht größer als 7 bis 14 kg/cm2 durchgeführt (100 bis 200 Pfund pro Quadratzoll (p.s.i.)). Leicht verfügbare mischende Ausrüstungen können benutzt werden und es sind keine spezielle Ausrüstungen im Allgemeinen notwendig. Die Menge des in die Flüssigphase geschlagenen Edelgases wird durch eine Gasfluss-Meßausrüstung gesteuert, um einen Schaum der gewünschten Dichte zu produzieren. Das mechanische Schlagen wird über eine Zeitdauer von einigen Sekunden in einem Oakes Mischer oder ungefähr 3 bis zu ungefähr 30 Minuten in einem Hobart Mischer durchgeführt, oder jedoch jedenfalls so lange, um die gewünschte Schaumdichte in der für die Mischung eingesetzten Ausrüstung zu erhalten. Der Schaum, wie er vom mechanischen schlagenden Betrieb erhalten wird, ist im wesentlichen chemisch stabil und ist strukturell stabil aber leicht bearbeit bar bei umgebenden Temperaturen, z.B. ungefähr 10 °C bis ungefähr 40 °C.
  • Der mechanische Schaum wird dann auf einem Förderband oder einem Halter ausgebreitet und in einen Ofen mit der gewünschten Temperatur eingebracht, um Aushärtung durchzuführen. Während dieses Prozesses können die Treibmittel aktiviert werden. Das Aushärten findet gleichzeitig statt, um Schaumgummi zu produzieren, der eine gewünschte Dichte und andere physikalische Eigenschaften hat.
  • In einer bevorzugten Methode der Bereitung der elektrisch leitenden Polyurethanelastomere, werden die oben angegebenen Bestandteile, mit Ausnahme von dem Treibmittel, zusammen gemischt, ohne ein Schäumen, und auf ein Substrat wie z.B. ein Förderband gegossen. Eine Klinge, z.B. ein Doktorblatt kann benutzt werden, um die Maße der Formmischung vor dem Aushärten zu justieren.
  • Vorzugsweise hat der elektrisch leitende Polyurethanschaumgummi und -elastomer die mechanischen Eigenschaften, die denen des gleichen Polyurethanschaumgummis und -elastomers ohne Nanoröhrchen ähnlich sind. Wünschenswerte Eigenschaften für einen elektrisch leitenden Polyurethanschaumgummi sind eine 25% Druckkraftablenkung (CFD) von ungefähr 0,007 zu ungefähr 10,5 kg/cm2 (ungefähr 0,1 bis zu ungefähr 150 psi), eine Verlängerung bis zum Bruch von größer als oder gleich bis ungefähr 20%, einen Druckverformungsrest bzw. verbleibende Kompression (50%) von kleiner als oder gleich bis ungefähr 30% und eine Volumendichte von ungefähr 16 bis ungefähr 800 kg/cm3 (1 pcf bis 50 pcf). Wenn zusätzliche Treibmittel eingesetzt werden, kann der resultierende Schaumgummi eine so geringe Dichte wie ungefähr 16 kg/cm3 (1 pcf) haben.
  • Wünschenswerte Eigenschaften für ein elektrisch leitendes Polyurethanelastomer sind eine Verlängerung bis zum Bruch von größer als oder gleich bis ungefähr 20%, eine Härte nach Shore von kleiner als oder gleich bis ungefähr 80, und einen Druckverformungsrest bzw. bleibende Verformung (50%) von kleiner als oder gleich bis ungefähr 30.
  • Polyolefine können auch benutzt werden, um elektrisch leitende Schäume und Elastomere zur Verfügung zu stellen, besonders Schäume und Elastomere, welche die Eigenschaften einer elektromagnetischen Abschirmung und/oder elektrostatischen Ableitung haben. Im allgemeinen werden Schäume aus Polyolefin produziert durch Extrusion, wobei ein Treibmittel und ein Vernetzungsmittel in die Schmelze eingegeben werden. Das Vernetzen kann durch Bestrahlung, durch Bleichen mit Wasserstoffsuperoxyd, oder durch aufgrund von Feuchtigkeit verursachte Kondensation eines Siliziumwasserstoffs, gefolgt vom Blasen des Schaums, was im Allgemeinen außerhalb des Extruders nach dem Abbau des Drucks durchgeführt wird, erfolgen. Zusätzliche Heizung kann außerhalb des Extruders benutzt werden, um das Blasen und die aushärtende Reaktion zu erleichtern. Polyolefinelastomere verwenden im Allgemeinen keine bedeutende Menge des Treibmittels vor dem Aushärten.
  • Die verwendbaren Polyolefine, die in der Herstellung von Schäumen und Elastomeren benutzt werden, schließen lineares Polyäthylen geringer Dichte (LLDPE), Polyäthylen von geringer Dichte (LDPE), Polyäthylen mit hoher Dichte (HDPE), Polyäthylen von sehr geringer Dichte (VLDPE), Ethylenvinylazetat (EVA), Polypropylen (PP), Ethylenvinylalkohol (EVOH), EPDM, EPR und die Kombinationen, die mindestens eines von den vorangehenden Polyolefinen enthalten, ein.
  • Die Polyolefine, die in der Herstellung von Schäumen und Elastomeren benutzt werden, können durch Ziegler-Natta basierte Polymerisierungsprozesse erhalten werden, oder es könne auch durch an einzelner Stelle eingeleitete (Metallocen Katalysatoren) Polymerisierungs-Prozesse verwendet werden. Be vorzugte Polyolefine, die in elektromagnetisch abschirmenden und/oder elektrostatisch ableitenden Schäumen und Elastomeren eingesetzt werden, sind die, die von den Metallocen Katalysatoren erreicht werden und insbesondere die, die von den an einem einzelnen Ort wirkenden Katalysatoren (lokale Einschubreaktion, koordinative Kettenpolymerisation) erreicht werden. Allgemeine Beispiele der Einzel-Ortkatalysatoren, die für die Produktion der Polyolefine benutzt werden, sind Alumoxane und Gruppe IVB Übergangsmetalle wie Zirkonium, Titan oder Hafnium. Die bevorzugten Polyolefine für Gebrauch in Schäumen und Elastomeren sind von einer schmalen Molekulargewichtverteilung und sind „im Wesentlichen linear". Die Bezeichnung „im Wesentlichen" linear, wie hierin definiert, bezieht sich auf ein „lineares Polymer" mit einem molekularen Rückgrat, das "von langkettigen Verzweigungen" praktisch frei ist, in einem Maße, dass es weniger als oder gleich ungefähr 0,01 „langkettige Zweige" pro eintausend Kohlenstoffatome besitzt. Resultierend aus dieser Kombination weisen die Harze eine Stärke und eine Festigkeit auf, die sich derjenigen der linearen Polyäthylene von geringer Dichte nähert, aber haben eine Verarbeitbarkeit, die ähnlich ist den im Hochdruckreaktor produzierten Polyäthylen von geringer Dichte.
  • Die bevorzugten „im Wesentlichen linearen" Polyolefinharze werden durch eine Harzdichte von Zentimeter ungefähr 0,86 Gramm/Kubikzentimeter (g/cm3) bis zu ungefähr 0,96 g/cm3, einem Schmelzindex von ungefähr 0,5 Dezigramm/Minute (dg/min) bis zu ungefähr 100 dg/min bei einer Temperatur von 190 °C und einer Kraft von 2,10 Kilogramm (kg) wie nach ASTM D 1238, einer Molekulargewichtverteilung von ungefähr 1,5 bis ungefähr 3,5 und einem Zusammensetzungenverteilungs-Breiteindex (composition distribution breadth index) größer als oder gleich ungefähr 45 Prozent gekennzeichnet. Der Zusammensetzungenverteilungs-Breiteindex (CDBI) ist ein Maß der Gleichförmigkeit der Verteilung des Comonomers zu den Copolymermolekülen und wird durch die Technik Eluierung-Fraktionierung bei steigender Temperatur (temperature rising elution fractionation), (TREF) festgestellt. Wie hierin verwendet, wird das CDBI als die Gewichtprozente der Copolymermoleküle definiert, die einen Comonomergehalt innerhalb 50% (d.h., plus oder minus 50%) des mittleren molaren Comonomertotalgehalts haben. Falls nicht anders angegeben beziehen sich Bezeichnungen wie „Comonomergehalt", „durchschnittlicher Comonomergehalt" und dergleichen auf den Massencomonomergehalt der angezeigten interpolymeren Mischung, Misch-Bestandteil oder Fraktion auf einer molaren Basis. Als Referenz wird das CDBI von linearem Poly(äthylen), das frei von Comonomer ist, als mit dem Wert 100% definiert.
  • Das bevorzugte im Wesentlichen lineare Olefin ist ein Copolymerharz eines Polyäthylens. Die im Wesentlichen linearen olefinischen Copolymere der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise vom Ethylen abgeleitet, das mit mindestens einem Comonomer polymerisiert ist, das von der Gruppe ausgewählt ist, die mindestens aus einem alpha-ungesättigten C3 bis C20 Comonomer des Olefins besteht, und wunschweise von einem oder mehreren C3 bis C20 Polyen.
  • Im Allgemeinen haben die alpha-ungesättigten Olefincomonomere, die geeignet für den Gebrauch in Schäumen und Elastomeren sind, ungefähr 3 bis zu ungefähr 20 Kohlenstoffatome. Innerhalb dieses Bereiches ist es im Allgemeinen vorteilhaft, alpha-ungesättigte Comonomere zu haben, die mehr als oder gleich ungefähr 3 Kohlenstoffatome enthalten. Auch vorteilhaft innerhalb dieses Bereiches sind alpha-ungesättigte Comonomere, die weniger als oder gleich bis zu ungefähr 16 und vorzugsweise weniger als 8 Kohlenstoffatome enthalten. Beispiele solcher alpha-ungesättigten Olefincomonomere, die Copolymere mit Ethylen benutzt werden, schließen Propylen, Isobutylen, 1-Buten, 1-Hexen, 3-Methyl-1-penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Okten, 1-Decen, 1-Dodecen, Styrol, Halo- oder alkylsubstituiertes Styrol, Tetrafluoroäthylen, Vinylcyclohexen, Vinylbenzocyclobutan und dergleichen mit ein.
  • Die Polyenes sind gradkettige, verzweigtkettige oder zyklische Kohlenwasserstoffdiene, die ungefähr 3 bis zu ungefähr 20 Kohlenstoffatome haben. Es ist im Allgemeinen für die Polyene vorteilhaft, mehr als oder gleich bis zu ungefähr 4, vorzugsweise mehr als zu haben oder bis zu ungefähr 6 Kohlenstoffatome zu haben. Innerhalb dieses Bereiches, ist eine Menge von kleiner als oder gleich ungefähr 15 Kohlenstoffatome vorteilhaft. Es wird auch bevorzugt, dass das Polyen ein nichtkonjugiertes Dien ist. Beispiele solcher Diene schließen 1,3-Butadien, 1,4-Hexadien, 1,6-Octadien, 5-Methyl-1,4-Hexadien, 3,7-Dimethyl-1,6-Octadien, 3,7-Dimethyl-1,7-Octadien, 5-Ethylidene-2-norbornen und Dicyclopentadien mit ein. Ein bevorzugtes Dien ist 1,4-Hexadien.
  • Bevorzugt weisen die Polyolefin- oder Elastomer-Schäume entweder Ethylen/alpha-ungesättigte Olefincopolymere oder Ethylen/alpha-ungesättigte Olefin/Dien-Terpolymere auf. Am liebsten enthält das im Wesentlichen lineare Copolymer Ethylen und 1-Buten oder Ethylen und 1-Hexen. Es ist im Allgemeinen vorteilhaft einen Comonomergehalt der Olefincopolymere von ungefähr 1 Molprozent bis zu ungefähr 32 Molprozent zu haben, die auf den Gesamtmolen der Monomere basieren. Innerhalb dieses Bereiches ist es im Allgemeinen vorteilhaft, einen Comonomerinhalt zu haben, der größer ist als oder gleich ist ungefähr 2, stärker bevorzugt größer als oder gleich ungefähr 6 Molprozent, die auf den Gesamtmolen der Monomere basieren. Auch innerhalb dieses Bereiches ist ein Comonomergehalt von kleiner als oder gleich bis ungefähr 26, vorzugsweise kleiner als oder bis zu ungefähr 25 Molprozent vorteilhaft, die auf den Gesamtmolen der Monomere basieren.
  • Verwendbare Polyolefine werden kommerziell durch Exxon Chemical Company, Baytown, Texas produziert, unter dem Handelsnamen EXACT (eingetragene Marke) und mit einschließen EXACT 3022, EXACT 3024, EXACT 3025, EXACT 3027, EXACT 3028, EXACT 3031, EXACT 3034, EXACT 3035, EXACT 3037, EXACT 4003, EXACT 4024, EXACT 4041, EXACTTM 4049, EXACT 4050, EXACT 4051, EXACT 5008 und EXACT 8002. Andere Olefincopolymere sind kommerziell von Dow Plastics, Midland, Michigan (oder Du-Pont/Dow), unter Handelsnamen wie sich ENGAGE (eingetragene Marke) und AFFINITY (eingetragene Marke) und die mit einschließen CL8001, CL8002, EG8100, EG8150, PL1840, PL1845 (oder Du Pont /Dow 8445), EG8200, EG8180, GF1550, KC8852, FW1650, PL1880, HF1030, PT1409, CL8003 und D8130 (oder XU583-00-01) erhältlich.
  • Während die vorher erwähnten im Wesentlichen linearen Olefinpolymere und -copolymere bevorzugt sind, kann ein Hinzufügen anderer Polymere oder Harze zur Zusammensetzung bestimmte Vorteile in den ökonomischen, physikalischen und bearbeitungsmäßigen Eigenschaften der zellularen Artikel ergeben. Beispiele für geeignete, addierbare Polymer-Plastiken schließen Polystyren, Polyvinylchlorverbindungen, Polyamide, Polyacryl, Zellulosekunststoffe, Polyester und Polyhalocarbone ein. Copolymere des Ethylens mit Propylen, Isobuten, Buten, Hexen, Okten, Vinylazetat, Vinylchlorverbindungen, Vinylpropionat, Vinylisobutyrat, Vinylalkohol, Allylalkohol, Allylazetat, Allylazeton, Allylbenzol, Allyläther, Ethylacrylat, Methyl-Acrylat, Methyl-Methacrylat, Acrylsäure und Methacryl-Säure können auch benutzt werden. Verschiedene Polymer-Plastiken und Harze, die breite Anwendung finden, in Hyperoxyd-ausgehärtet, oder vulkanisierte Gummiartikel, wie Polychloropren, Polybutadien, Polyisopren können auch hinzugefügt werden, Poly(Isobutylen), Nitrilbutadien Gummi, Styrolbutadien, das gechlortes Polyäthylen Gummi ist, chlorosulfoniertes Polyäthylen, Epichlorhydringummi, Polyacrylate, Butyl- oder Halo-Butylgummis oder dergleichen oder die Kombinationen, die mindestens eines von den vorangehenden Polymeren und von den Harzen enthalten. Andere Harze einschließlich Mischungen der oben genannten Materialien können den Polyolefin Schäumen und Elastomeren auch hinzugefügt werden.
  • Eine bevorzugte Polyolefinmischung (besonders für Gebrauch als Elastomer) enthält ein Einzelort initiertes (single site initiated) Polyolefinharz, das eine Dichte hat von kleiner als oder gleich ungefähr 0,878 g/cm3 und weniger als oder gleich ungefähr 40 Gewichtsprozent eines Polyolefins, das Ethylen und Propylen aufweist, wobei die Gewichtprozente auf der gesamten Zusammensetzung basieren. Mindestens ein Teil der Mischung ist vernetzt, um ein Elastomer zu bilden, wenn dies gewünscht wird. Das Elastomer kann als Dichtung benutzt werden, wenn dies gewünscht wird und ist im Allgemeinen thermisch stabil bei 48 °C (120 F). Ein bevorzugtes Polyolefin, das Ethylen und Propylen enthält, ist EPR, vorzugsweise EPDM. Die Polyolefinmischung hat vorzugsweise größer als oder gleich ungefähr 5 Gew.-% des Einzelort initierten Polyolefinharzes und größer als oder gleich ungefähr 5 Gew.-% des Polyolefins, das Ethylen und Propylen enthält.
  • Zusätzlich zu dem eine koordinierte Kettenreaktion bzw. eine Reaktion an einem einzelnen Ort initiierenden (single site initiated) Polyolefinharz, das eine Dichte von kleiner als haben oder das Gleichgestellte zu ungefähr 0,878 g/cm3 und das Polyolefin, das Ethylen und Propylen aufweist, kann die Polymer-Plastik Mischung weniger als oder bis zu ungefähr 70 Gew.-% anderer Polymer Harze enthalten, wie Polyäthylen von geringer Dichte, Polyäthylen mit hoher Dichte, lineares Polyäthylen von geringer Dichte, Polystyren, Polyvinylchlorverbindungen, Polyamide, Polyacryl, Zellulose, Polyester und Polyhalocarbone enthalten. Copolymere des Ethylens mit Propylen, Isobutene, Buten, Hexen, Okten, Vinylazetat, Vinylchlorverbindungen, Vinylpropionat; Vinylisobutyrat, Vinylalkohol, Allylalkohol, Allylazetat, Allylazeton, Allylbenzol, Allyläther, Ethylacrylat, Methyl-Acrylat, Methyl-Methacrylat, Acrylsäure und Methacryl-Säure können auch benutzt werden. Verschiedene Polymer-Plastiken und Harze, die breite Anwendung finden, in Hyperoxyd ausgehärtet, oder vulkanisierte Gummiartikel, wie Polychloropren, Polybutadien, Polyisopren, Poly (Isobutylen), Nitrilbutadien Gummi, Styrolbutadien Gummi, gechlortes Polyäthylen, chlorosulfoniertes Polyäthylen, Epichlorhydringummi, Polyacrylate, Butyl- oder Halo-Butylgummis oder dergleichen oder die Kombinationen, die mindestens eines der vorangehenden Polymer-Plastik Harze enthalten, können auch hinzugefügt werden.
  • Die Polyolefin und Elastomer Schäume können oder können möglicherweise nicht vernetzt werden. Vernetzung der Polyolefin- Materialien mit irgendwelchen zusätzlichen Polymeren wie z.B. die oben verzeichneten, kann durch einige bekannte Methoden bewirkt werden, welche einschließen: (1) Einsatz freier Radikale durch den Gebrauch von organischen Hyperoxyden oder Elektronenstrahlbestrahlung; (2) Schwefelvernetzung in Standard-EPDM (Gummi) Aushärtung; und (3) Feuchtigkeit Aushärten von Silan- bzw. Siliziumwasserstoff-gepfropften Materialien. Die Vernetzung Methoden können kombiniert werden in einem co-aushärtendem System oder können einzeln verwendet werden, um die elastomeren oder geschäumten Zusammensetzungen zu vernetzen (polymerisieren). Im Falle polyolefinischer Schäume, hilft die Vernetzung der geschäumten Zusammensetzung bei der Ausbildung von vorteilhaftem Schaum und führt auch zu einer Verbesserung der entscheidenden physikalischen Eigenschaften der Materialien. Das Niveau der Vernetzung im Material kann justiert werden, um die mechanischen Eigenschaften des Schaumgummis zu verändern. Der Mechanismus des Siliziumwasserstoff-Pfropfens und Vernetzens ist besonders vorteilhaft, weil er zu einer Änderung in der Polymer-Plastik Rheologie führt durch Produzieren einer neuen Struktur, deren mechanische Eigenschaften verbessert sind. In einer Verkörperung können das Vernetzen des Polyolefinschaumgummis oder des Elastomeren durch den Gebrauch von ethylenisch ungesättigten Funktionalitäten erzielt werden, die gepfropft werden auf das Kettenrückgrat des im Wesentlichen linearen Polyolefins.
  • Verwendbare chemische Vernetzung Mittel schließen ein, aber werden nicht beschränkt auf organische Peroxyde, vorzugsweise Alkyl- und Aralkylhyperoxyde. Beispiele solcher Hyperoxyde schließen ein: Dicumylperoxide, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-Hexan, 1,1-bis-(t-Butylperoxy)-3,3,5- trimethylcyclohexane, 1,1-di-(t-butylperoxy)-Cyclohexan, 2,2'-bis-(t-butylperoxy)-Diisopropylbenzen, 4,4'-bis-2,2-(t-butylperoxy)-Butylvalerat, t-Butylperbenzoat, t-Butylperterephthalat und t-Butylhyperoxyd. Am stärksten bevorzugt ist das Vernetzungsmittel Dicumyl-Hyperoxyd (Dicup) oder 2,2'-bis-(t-butylperoxy)-Diisopropylbenzen (Vulcup).
  • Chemisch vernetzte Zusammensetzungen werden durch Hinzufügen multifunktionellen Monomeren verbessert, häufig gekennzeichnet als „Coagent". Illustrativ, aber nicht begrenzend, schließen Beispiele für Coagenten (coagents), die für Gebrauch in der chemischen Vernetzung verwendbar sind, Di- und Triallyl-cyanurate und Isozyanurate, Alkyl-di-und -triacrylate und -methacrylate, Zink-basierte Dimethacrylate und Diacrylate und 1,2-Polybutadienharze.
  • Die bevorzugten Mittel, die beim Silanpfropfen des Polyolefins der Schäume und Elastomere benutzt werden, sind die Azidofunktionssiliziumwasserstoffe der allgemeinen Formel RR'SiY2, in der R ein Azido-Funktionsradikal darstellt, das zum Silizium durch eine Silizium zu Kohlenstoff Bindung gebunden wird und aus Carbon, Wasserstoff, gegebenenfalls Schwefel und Sauerstoff zusammengesetzt ist; jedes Y stellt ein hydrolysierbares organisches Radikal dar; und R' stellt ein einwertiges Kohlenwasserstoffradikal oder ein hydrolisierbares organisches Radikal dar. Azido-Silan Verbindungen werden auf ein olefinisches Polymer-gepfropft durch eine nitrene Einfügungreaktion (nitrene insertion reaction). Vernetzung entwickelt sich durch Hydrolyse der Siliziumwasserstoffe zu den Silanolen, gefolgt von der Kondensation der Silanole zu Siloxanen. Bestimmte Metallseife Katalysatoren wie Dibutyl-Zinn-dilaurat oder Butyl-Zinn-maleat und dergleichen katalysieren die Kondensation von Silanol zu Siloxan.
  • Verwendbare Azido-Funktionssiliziumwasserstoffe schließen Trialkoxysilane wie 2-(Trimethoxylsilyl)-Phenyl-sulfonyl-Ethylazid und (Triethoxysilyl)-hexyl- Sulfonyl-Azid ein.
  • Andere verwendbare Mittel der Siliziumwasserstoffvernetzung schließen Vinyl funktionelle Alkoxysilane wie Vinyltrimethoxy-Silan und Vinyltrimethoxy-Siliziumwasserstoff mit ein. Diese Silanvernetzungsmittel können durch die allgemeine Formel RR'SiY2 dargestellt werden, in der R ein Vinylfunktionsradikal darstellt, das zum Silikon durch eine Silikoncarbon Bindung angebracht wird und aus Carbon, Wasserstoff und beliebig Sauerstoff oder Stickstoff besteht, jedes Y stellt ein hydrolysierbares organisches Radikal dar und R' bedeutet ein Kohlenwasserstoffradikal oder Y. Wenn Siliziumwasserstoffvernetzung Mittel benutzt werden, wird Wasser im Allgemeinen während der Verarbeitung hinzugefügt, um die Vernetzung zu erleichtern. Es ist im Allgemeinen vorteilhaft, ein Silan gepfropftes (grafted) im Wesentlichen lineares Olefin-Copolymer zu benutzen, das einen Silanpfropfgehalt (silane-graft content) von kleiner als oder bis zu ungefähr 6 Gew.-% des Gesamtgewichts des Zusammensetzung hat. Innerhalb dieses Bereiches ist es im Allgemeinen bevorzugt, einen Silanpfropfgehalt von größer als oder von bis zu ungefähr 0,1 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung zu haben. Auch innerhalb dieses Bereiches ist ein Silanpfropfgehalt von kleiner als oder von bis zu ungefähr 2 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung vorteilhaft. Der Siliziumwasserstoff kann ein Vinylsilan mit einschließen, das eine C2 bis C10 Alkoxy-Gruppe hat. Es ist im Allgemeinen vorteilhaft, einen Vinylsiliziumwasserstoff zu benutzen, der 2 oder 3 hydrolysierbare Gruppen hat, worin die hydrolysierbaren Gruppen C2 bis C10 Alkoxy-Gruppen sind. Am meisten bevorzugt weist der Siliziumwasserstoff Vinyltriethoxysilan auf. In geschäumten Polyolefinartikeln schließt der Siliziumwasserstoff einen Vinylsiliziumwasserstoff mit ein, der eine C1 bis C10 Alkoxy-Gruppe hat.
  • Die Expandiermittel oder Treibmittel, die benutzt werden, um Polyolefin zu Schäume zu produzieren, können normalerweise gasförmige, flüssige oder feste Verbindungen oder Elemente oder Mischungen davon sein. In einer all gemeinen Richtung können diese Treibmittel gekennzeichnet werden, dass sie entweder physikalisch erweiternd oder chemisch zerlegend sind. Bei den physikalisch expandierenden Treibmitteln soll die Bezeichnung „normalerweise gasförmig" bedeuten, dass das Treibmittel, das eingesetzt wird, ein Gas mit den Temperaturen und dem Druck ist, die während der Zubereitung des verschäumbaren Mittels angetroffen werden und dass dieses Mittel entweder im gasförmigen oder flüssigen Zustand eingeführt werden kann, wie dies jeweils als geeignet erscheint.
  • Unter den normalerweise gasförmigen und flüssigen Treibmitteln sind die Halogenderivate des Methans und des Ethans, wie Methyl-Fluorid, der Methyl-Chlorverbindungen, Difluoromethan, Methylenchlorid, Perfluoromethan, Trichloromethan, Difluoro-Chloromethan, Dichlorofluoromethan, Dichlorodifluoromethan (CFC-12), Trifluorochloromethan, Trichloromonofluoromethan (CFC-11), Ethylfluorid, Ethylchlorid, 2,2,2-Trifluoro-1,1-Dichloroäthan (HCFC-123), 1,1,1-Trichloräthan, Difluorotetrachloroethan, 1,1-Dichlor-1-Fluoroethan (HCFC-141b), 1,1-Difluoro-1-chloroethan (HCFC-142b), Dichlorotetrafluoroethan (CFC-114), Chlorotrifluoroethan, Trichlorotrifluoroethan (CFC-113), 1-chloro-1,2,2,2-Tetrafluoroethan (HCFC-124), 1,1-Difluoroethan (HFC-152a), 1,1,1-Trifluoroethan (HFC-143a), 1,1,1,2-Tetrafluoroethane (HFC-134a), Perfluoroethan, Pentafluoroethan, 2,2-Difluoropropan, 1,1,1-Trifluoropropan, Perfluoropropan, Dichloropropan, Difluoropropan, Chloroheptafluoropropan, Dichlorohexafluoropropan, Perfluorobutan, Perfluorocyclobutan, Schwefel Hexafluoride und Mischungen davon. Andere normalerweise gasförmige und flüssige Treibmittel, die eingesetzt werden können, sind Kohlenwasserstoffe und andere organische Mittel wie Acetylen, Ammoniak, Butadien, Butan, Buten, Isobutan, Isobutylen, Dimethylamin, Propan, Dimethylpropan, Ethan, Ethylamin, Methan, Monomethylamin, Trimethylamin, Pentan, Cyclopentan, Hexan, Propan, Propylen, Alkohol, Ether, Ketone und dergleichen. Edelgase und Mittel, wie Kohlendioxyd, Stickstoff, Argon, Neon oder Helium, können als Treibmittel mit zufriedenstellenden Resultaten benutzt werden. Ein physikalisches Treibmittel kann benutzt werden, um Schaumgummi direkt aus dem Strangpreßlingwürfel heraus zu produzieren. Der Zusammensetzung kann chemischer Schaumbildner für weitere Expansion beliebig mit einschließen.
  • Feste, chemisch zerlegbare Schaumbildner, die sich bei erhöhten Temperaturen zerlegen, um Gase zu bilden, können benutzt werden. Im Allgemeinen hat der zerlegbare Schaumbildner eine Aufspaltungtemperatur (mit der resultierenden Befreiung des gasförmigen Materials) von ungefähr 130 °C zu ungefähr 350 °C. Repräsentative chemische Schaumbildner schließen ein Azodicarbonamid, p,p'-oxybis-(Benzol)-sulfonyl-hydrazid, p-Toluol-sulfonylhydrazid, p-Toluol-sulfonyl-semicarbazid, 5-Phenyltetrazol, Ethyl-5-phenyltetrazol, Dinitroso-pentamethylenetetramin und andere Azo-, N-Nitroso-Karbonate und -sulfonyl-hydrazide sowie verschiedene Säure/Bicarbonat-Verbindungen, die sich zerlegen, wenn sie erhitzt werden.
  • In der Produktion des elektrisch leitenden Polyolefin Schäume werden die Polyolefinharze, Carbon Nanoröhrchen, die physikalischen Treibmittel und Vernetzungsmittel, Initiatoren und andere gewünschte Zusätze in einen Extruder eingegeben. Wechselweise kann es für die Treibmittel wie flüssiges Kohlendioxyd oder überkritisches Kohlendioxyd möglich sein, stromabwärts in den Extruder eingegeben zu werden. Wenn physikalische Treibmittel in den Extruder eingespeist werden, ist es für die Schmelze im Extruder günstig, auf einem bestimmten Druck und an einer Temperatur beibehalten zu werden, um die Löslichkeit des Treibmittels in die Schmelze erleichtern, und auch das Schäumen der Schmelze innerhalb des Extruders verhindern. Die Carbon Nanoröhrchen können auch dem Extruder stromabwärts entweder direkt oder in der Form einer Mutterlösung hinzugefügt werden. Das Extrudat beginnt nach dem Austritt aus dem Mischer zu schäumen. Die Dichte des Schaumgummis hängt von der Löslichkeit des physikalischen Treibmittels innerhalb der Schmelze ab, und ist auch von dem Druck- und Tempera turdifferential zwischen dem Extruder und der Außenseite abhängig. Wenn chemische Festkörpertreibmittel benutzt werden, dann hängt die Schaumgummidichte von der Menge der chemischen benutzten Treibmittel ab. Um ein komplettes Schlages des Polyolefinschaumgummis zu bewirken, kann das Extrudat in einem Hochtemperaturöfen weiter verarbeitet werden, in denen Hochfrequenzheizung, Mikrowellen-Erhitzung und Konvektions-Heizung kombiniert werden können.
  • In der Produktion der thermostatoplastischen, elektrisch leitenden Polyolefin-Schäume ist es im Allgemeinen vorteilhaft, zuerst ein Vernetzen der Zusammensetzung durchzuführen, bevor diese einem Schäumen bei den höheren Temperaturen ausgesetzt wird. Das Schäumen bei den höheren Temperaturen kann durch Hochfrequenzheizung, Mikrowellen-Erhitzung, Konvektions-Heizung oder eine Kombination vollendet werden, die mindestens eine von den vorangehenden Methoden der Heizung enthält.
  • In der Produktion der elektrisch leitenden Polyolefinelastomere werden die oben beschriebenen Bestandteile (mit Ausnahme von den Treibmitteln) im Allgemeinen einer mischenden Vorrichtung wie einem Banbury, einer Rollenmühle oder und Extruder hinzugefügt, um die Bestandteile innigst zu mischen. Das Aushärten des Polyolefinelastomers kann während des mischenden Prozesses anfangen und kann fortfahren, nachdem das Mischen durchgeführt ist. Nach dem Mischen kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, das Elastomer einem nach-aushärtenden Schritt zu unterwerfen. Das Nachaushärten kann in einem unterschiedlichen Konvektions-Ofen vollendet werden oder kann durchgeführt werden online mit Konvektionsöfen und elektromagnetischer Heizung (z.B., Hochfrequenzheizung, Mikrowelleerhitzung oder dergleichen).
  • Vorzugsweise der elektrisch leitende Polyolefin Schaum die mechanischen Eigenschaften, die denen des gleichen Polyolefinschaumgummis ohne Car bon Nanoröhrchen entsprechen. Wünschenswerte Eigenschaften schließen eine Dichte ungefähr von 16 bis ungefähr 320 kg/cm3 (1 pcf bis 20 pcf), ein 25% CFD von ungefähr 0,2 bis ungefähr 28 N/cm2 (0,25 bis 40 psi), eine Verlängerung bis zum Bruch von größer als bis zu ungefähr 50% und ein Druckverformungsrest (compression set) von kleiner als oder von bis zu ungefähr 70% ein.
  • Die elektrisch leitenden Polyolefinelastomere haben vorzugsweise mechanische Eigenschaften, die dieselben sind wie, oder die zumindest ähnlich sind mit den gleichen Polyolefinelastomeren ohne Carbon Nanoröhrchen. Wünschenswerte Eigenschaften für ein Polyolefinelastomer schließen eine Härte nach Shore A von kleiner als oder bis ungefähr 80, vorzugsweise weniger als oder bis ungefähr 40 und eine Verlängerung zum Bruch von größer als oder von bis ungefähr 50% ein.
  • Silikonschäume und die Elastomere, die ein Polysiloxane Polymer und Carbon Nanoröhrchen enthalten, können auch vorteilhaft verwendet werden, um elektrisch leitende Zusammensetzungen, insbesondere elektromagnetisch abschirmende und/oder elektrostatisch dissipative, zur Verfügung zu stellen.
  • Das Silikonschäume werden produziert im Allgemeinen resultierend aus der Reaktion zwischen Wasser und Hydridgruppen auf dem Polysiloxan Polymeren mit daraus folgender Freisetzung von Wasserstoffgas. Diese Reaktion wird im Allgemeinen durch ein Edelmetall, vorzugsweise einem Platinkatalysator, katalysiert. Das Polysiloxan Polymer, das in Schäumen oder in den Elastomeren benutzt wird, hat im Allgemeinen eine Viskosität von ungefähr 100 bis 1000000 poise bei 25 °C und hat Kettensubstituenten, die von der Gruppe bestehend aus Hydrid, Methyl, Äthyl, Propyl, Vinyl, Phenyl und Trifluoropropyl ausgewählt werden. Die Endgruppen der Polysiloxan-Polymere können Hydrid, Hydroxyl, Vinyl, Vinyldiorganosiloxy, Alkoxy, Acy loxy, Allyl, Oxim, Aminoxy, Isopropenoxy, Epoxy, Mercapto-Gruppen, oder bekannte andere, reagierende Endgruppen sein. Verwendbare Silikonschäume können auch produziert werden, indem man mehrere Polysiloxan-Polymer-Plastiken einsetzt, wobei jede ein unterschiedliches Molekulargewicht hat (z.B., bimodale oder trimodale Molekulargewichtverteilungen), solange die Viskosität der Kombination innerhalb der oben spezifizierten Werte liegt. Es ist auch möglich, einige Polysiloxan Basis Polymer-Plastiken mit unterschiedlichen Funktions- oder reagierenden Gruppen zu haben, um den gewünschten Schaumgummi zu produzieren. Es ist im Allgemeinen vorteilhaft, ungefähr 0,2 Mol der Hydrid (Si-H)-Gruppen pro Mol des Wassers zu haben.
  • Abhängend von der Chemie der benutzten Polysiloxan-Polymeren, können ein Katalysator, im Allgemeinen Platin oder ein Platin-enthaltender Katalysator, benutzt werden, um die blasende und aushärtende Reaktion zu katalysieren. Der Katalysator kann auf einem inerten Träger, wie Silikagel, Tonerde oder Ruß, deponiert werden. Vorzugsweise wird ein ungestützter Katalysator, der ausgewählt ist aus chloroplatiniger Säure, ihrer Hexahydrat Form, ihren Alkalimetallsalzen und ihren Komplexen mit organischen Derivaten, benutzt. Besonders empfohlen sind die Reaktion Produkte der chloroplatinigen Säure mit Vinylpolysiloxanen wie 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, die mit einem alkalischen Mittel behandelt werden oder anderweitig umgesetzt werden, um teilweise oder komplett die Chloratome zu entfernen, wie in den US Patenten Nr. 3,419,593; 3,775,452 und 3,814,730 beschrieben; die Reaktions-Produkte der chloroplatinischen Säure mit Alkohol, Äther und Aldehyden, wie im US Patent Nr. 3,220,972 beschrieben; und Platin-chelate und Platin-Chlorid-Komplexe mit Phosphinen, Phosphinoxiden und Olefinen wie Äthylen, Propylen, und Styrol, wie in den US Patenten Nr. 3,159,601 und 3,552,327 beschrieben. Es kann auch vorteilhaft sein , je nach der Chemie der Polysiloxan Polymer-Plastiken, andere Katalysatoren wie Dibutyl-Zinndilaurate anstatt der Platin basierten Katalysatoren zu benutzen.
  • Verschiedene Platinkatalysatorhemmer können auch benutzt werden, um die Kinetik der schlagenden und der aushärtenden Reaktionen zu steuern, mit der Absicht, die Porosität und die Dichte des Silikonschaums zu steuern. Allgemeine Beispiele solcher Hemmer sind Polymethylvinylsiloxan-zyklische Verbindungen und Azetylenalkohol. Diese Hemmer sollten nicht derart das Schäumen und das Aushärten, dass der Schaumgummi zerstört wird, behindern.
  • Physikalische oder chemische Treibmittel können benutzt werden, um den Silikonschaumgummi zu produzieren, einschließlich der physikalischen und chemischen Treibmittel, die oben für Polyurethane oder Polyolefine angegeben sind. Unter bestimmten Umständen kann es vorteilhaft sein, eine Kombination von schlagenden Verfahren anzuwenden, um Schäume zu erhalten, die vorteilhafte Eigenschaften haben. Z.B. kann ein physikalisches Treibmittel wie ein Chlorofluorocarbon als Sekundärtreibmittel einer reagierenden Mischung hinzugefügt werden, wobei der Primärmodus des Blasens der Wasserstoff ist, der als das Resultat der Reaktion zwischen Wasser und Hydridsubstituenten auf das Polysiloxan freigesetzt wird.
  • In der Produktion der Silikonschäume werden die reagierenden Bestandteile im Allgemeinen in zwei Paketen gespeichert, eins, das den Platinkatalysator enthält, und das andere, das Polysiloxan- Polymeres, welches Hydridgruppen hat, enthält, dies verhindert eine vorzeitige Reaktion. Es ist möglich, die Nanoröhrchen in jedem Paket einzufügen. In einer anderen Methode der Produktion kann das Polysiloxan-Polymere in einen Extruder zusammen mit den Carbon Nanoröhrchen, dem Wasser, den physikalischen kann Treibmitteln und anderen vorteilhaften Zusätzen eingegeben werden. Der Platinkatalysator wird dann in den Extruder eingemessen, um die schäumende und aushärtende Reaktion zu beginnen. Der Gebrauch der physikalischen Treibmittel wie flüssiges Kohlendioxyd oder überkritisches Kohlendioxyd in Verbindung mit chemischen Treibmitteln wie Wasser kann bewirken, das der Schaumgummi eine viel niedrigere Dichte hat. In noch einer anderen Methode werden die flüssigen Silikonbestandteile abgemessen eingegeben, gemischt und ausgegeben in eine Vorrichtung, wie z.B. eine Form oder eine ununterbrochene Beschichtungs-Linie. Das Schäumen tritt entweder in der Form oder auf der ununterbrochenen beschichtenden Linie auf.
  • Vorzugsweise haben die elektrisch leitenden Silikonschäume mechanische Eigenschaften, die dieselben sind, oder zumindest ähnlich sind denen des gleichen Silikonschaums ohne die Carbon Nanoröhrchen. Wünschenswerte Eigenschaften schließen eine Dichte von ungefähr 16 bis ungefähr 640 kg/cm3 (1 pcf bis zu ungefähr 40 pcf), ein 25% CFD von ungefähr 0,69 bis ungefähr 55 N/cm2 (0,1 bis 80 psi), von einer Verlängerung bis zum Bruch von ungefähr größer als 20% und von einem Druckverformungsrest bzw. bleibenden Verformung von kleiner als ungefähr 15% ein.
  • Ein weiches, elektrisch leitendes Silikonelastomer kann durch die Reaktion einer flüssigen Silikon-Zusammensetzung gebildet werden, die ein Polysiloxan enthält, das mindestens zwei Alkenyl-Gruppen pro Molekül hat; ein Polysiloxan, das mindestens zwei Silizium gebundene Wasserstoffatome in einer Quantität hat, die wirkungsvoll ist, die Zusammensetzung auszuhärten; ein Katalysator; Carbon Nanoröhrchen; und beliebig eine reagierende oder nicht reagierende Polysiloxan Flüssigkeit, die eine Viskosität von ungefähr 100 bis zu ungefähr 1000 centipoise hat. Verwendbare reagierende Silikon-Zusammensetzungen haben eine niedrige Härte, 1:1 flüssigen Silikongummi (LSR) oder flüssige durch Einspritzung geformte Zusammensetzungen (LIM). Wegen ihrer niedrigen zugehörigen Viskosität erleichtert der Gebrauch des niedrigen Härtewertes LSR oder LIM die Hinzufügung von höheren Füllerquantitäten und das Resultat der Ausbildung eines Elastomers oder Schaumgummis niedriger Härte.
  • Die reagierende oder nicht-reagierende Polysiloxan Flüssigkeit erlaubt, dass höhere Quantitäten des Füllers in den ausgehärteten Silikon Zusammensetzungen enthalten sein können und so die erhaltenen Volumen- und Oberflächenleitvermögen zu senken. Es ist im Allgemeinen vorteilhaft für die polysiloxane Flüssigkeit, innerhalb des ausgehärteten Silikons zu bleiben und nicht extrahiert zu werden oder entfernt zu werden. Die reagierende Silikonflüssigkeit wird folglich Teil der Polymer-Plastik Matrix und führt zu einem geringen Ausgasen und wenig oder keine Migration zur Oberfläche während des Gebrauches. Der Siedepunkt der nicht reaktiven Silikonflüssigkeit ist vorzugsweise hoch genug, so dass, wenn es in die Polymer-Plastik Matrix dispergiert wird, sie nicht während oder nach der Aushärtung verdunstet, und wandert nicht zur Oberfläche oder zu dem austretenden Gas ab.
  • LSR oder LIM Systeme werden im Allgemeinen als zweiteilige Formulierungen zur Verfügung gestellt, die in Verhältnissen von ungefähr 1:1, bezogen auf das Volumen, mischbar sind. Das „A" Teil der Formulierung enthält im Allgemeinen eine oder mehrerer Polysiloxane, die mindestens zwei Alkenyl Gruppen haben und hat eine Extrusionsrate von kleiner als ungefähr 500 g/Minute. Verwendbare Alkenyl Gruppen werden durch Vinyl, Allyl, Butenyl, Pentenyl, Hexenyl und Heptenyl illustriert, wobei das Vinyl besonders bevorzugt ist. Die Alkenyl Gruppe kann an den molekularen Kettenenden in hängenden Positionen an der molekularen Kette oder an beiden angebunden werden. Andere Silizium-gebundene organische Gruppen im Polysiloxan, die mindestens zwei Alkenyl Gruppen haben, werden durch substituierte und nicht substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, wie z.B. Alkylgruppen wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl- und Hexyl- Gruppen; Aryl-Gruppen wie Phenyl, Tolyl und Xylyl; Aralkyl Gruppen wie Benzyl und Phenethyl; und halogenierte Alkylgruppen wie 3-Chloropropyl und 3,3,3-Trifluoropropyl beispielhaft illustriert. Methyl und Phenyl werden speziell bevorzugt.
  • Das Alkenyl-enthaltende Polysiloxan kann geradkettige, teilweise verzweigt gradkettige, verzweigtkettige oder Netzmolekül-Struktur haben oder kann eine Mischung von zwei oder mehr Auswahlen von Polysiloxanen mit den illustrierten molekularen Strukturen sein. Das Alkenyl-enthaltende Polysiloxan wird durch Trimethylsiloxy-endblockierte-Dimethylsiloxanmethylvinylsiloxan Copolymere, Trimethylsiloxy-endblockierte Methylvinylsiloxan-Methylphenylsiloxan Copolymere, Trimethylsiloxy-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylvinylsiloxan-Methylphenylsiloxan Copolymere, Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Dimethylpolysiloxane, Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Methylvinylpolysiloxane, Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Methylvinylphenylsiloxane, Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Dimethylvinylsiloxan-Methylvinylsiloxan Copolymere, Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylphenylsiloxan Copolymere, Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Dimethylsiloxan-Diphenylsiloxan Copolymere, Polysiloxane, die die Einheiten R3SiO2/2 und SiO4/2 enthalten, Polysiloxane, die die Einheiten RSiO3/2 enthalten, Polysiloxane, die die Einheiten R2SiO2/2 und RSiO3/2 enthalten, Polysiloxane, welche die Einheiten RaSiO2/2 , RSiO3/2 und SiO4/2 enthalten, und eine Mischung von zwei oder mehr der vorhergehend illustrierten Polysiloxane. R stellt die ersetzten und nicht ersetzten einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen, z.B. Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl und Hexyl; Aryl-Gruppen wie Phenyl, Tolyl und Xylyl; Aralkyl Gruppen wie Benzyl und Phenethyl; und halogenierte Alkylgruppen wie 3-chloropropyl und 3,3,3-Trifluoropropyl dar, mit der Bedingung, dass mindestens zwei der R Gruppen pro Molekül Alkenyl sind.
  • Der B Bestandteil des LSR oder LIM Systems enthält im Allgemeinen eine oder mehrerer Polysiloxane, die mindestens zwei Silizium-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül enthalten und eine Extrusionsrate von kleiner als ungefähr 500 g/Minute aufweisen. Der Wasserstoff kann an den molekularen Kettenenden, in hängenden Positionen auf der molekularen Kette oder an beiden gebunden sein. Andere Silizium-gebundene Gruppen sind die or ganischen Gruppen, die durch nicht-Alkenyl, substituierte und nicht-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen wie z.B. Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl und Hexyl illustriert werden; Aryl- Gruppen wie Phenyl, Tolyl und Xylyl; Aralkyl Gruppen wie Benzyl und Phenethyl; und halogenierte Alkylgruppen wie 3-Chloropropyl und 3,3,3-Trifluoropropyl. Methyl und Phenyl werden speziell bevorzugt.
  • Der Wasserstoff-enthaltende polysiloxane Bestandteil kann geradkettige, teilweise verzweigt geradkettige, verzweigtkettige, zyklische, netzförmige molekulare Struktur haben oder kann eine Mischung von zwei oder mehr Auswahlen von Polysiloxanen mit den illustrierten molekularen Strukturen sein. Das Wasserstoff-enthaltende Polysiloxan wird dabei durch endblockierte Trimethylsiloxy-Methylhydrogenpolysiloxane, endblockierte Trimethylsiloxy Dimethylsiloxan-methylhydrogensiloxan Copolymere, endblockierte Trimethylsiloxy-Methylhydrogensiloxan-Methylphenylsiloxan Copolymere, endblockierte Trimethylsiloxy Dimethylsiloxan-Methylhydrogensiloxan-Methylphenylsiloxan-Copolymere, endblockierte Dimethylhydrogensiloxy Dimethylpolysiloxane, endblockierte Dimethylhydrogensiloxy Methylhydrogenpolysiloxane, endblockierte Dimethylhydrogensiloxy Dimethylsiloxan-Methylhydrogensiloxan Copolymere, endblockierte Dimethylhydrogensiloxy-Dimethylsiloxane-Methylphenylsiloxan Copolymere und Dimethylhydrogensiloxy-endblockierte Methylphenylpolysiloxane illustriert.
  • Der Wasserstoff enthaltende polysiloxane Bestandteil wird in einer für die Aushärtung der Zusammensetzung ausreichenden Menge, vorzugsweise in einer Quantität von ungefähr 0,5 bis zu ungefähr 10 Silizium-gebundenen Wasserstoffatomen pro Alkenyl Gruppe, dem Alkenyl enthaltenden Polysiloxan hinzugefügt.
  • Die weitere Silikon Zusammensetzung enthält, im Allgemeinen als Teil des Bestandteils B, einen Katalysator wie Platin, der die Aushärtung beschleu nigt. Platin und Platinverbindungen, wie sie als Hydrosilylations-Reaktions-Katalysatoren bekannt sind, können benutzt werden, z.B. Platinschwarz, Platin-auf-Ton-Pulver, Platin-auf-Silikon Pulver, Platin-auf-Carbon Pulver, chloroplatinische Säure, alkoholische Lösungen der chloroplatinischen sauren Platinolefin Komplexe, der Platin-Alkenylsiloxan Komplexe und der Katalysatoren, die durch das Microparticulation der Dispersion eines Platin-addierten Reaktions-Katalysators geleistet werden, wie oben beschreiben, in einem thermoplastischen Harz wie Methyl- Methacrylat, Polycarbonat, Polystyren, Silikon und dergleichen. Mischungen der Katalysatoren können auch benutzt werden. Eine wirkungsvolle Quantität des Katalysators, um die aktuelle Zusammensetzung auszuhärten, ist im Allgemeinen von 0,1 bis zu 1000 Promille (nach Gewicht) an Platinmetall, das auf den kombinierten Mengen der Alkenyl- und Wasserstoffbestandteile basiert.
  • Die Zusammensetzung enthält gegebenenfalls eine oder mehrere polysiloxane Flüssigkeiten, die eine Viskosität von kleiner als oder bis zu ungefähr 1000 centipoise, vorzugsweise weniger als oder bis zu ungefähr 750 centipoise, vorzugsweise weniger als oder bis zu ungefähr 600 centipoise haben, und am meisten bevorzugt kleiner als oder bis zu ungefähr 500 centipoise. Die polysiloxanen Flüssigkeiten können auch eine Viskosität von größer als oder von bis zu ungefähr 100 centipoise haben. Der polysiloxane flüssige Bestandteil wird mit dem Ziel eines Verringerns der Viskosität des Zusammensetzung hinzugefügt, dadurch erlaubt man mindestens eines der folgenden: eine erhöhte Beladung mit Füller, ein erhöhtes Benetzen des Füllers und eine erhöhte Füllerverteilung, und führt zu dem Ergebnis ausgehärteter Zusammensetzungen, die niedrigeren Widerstand und Widerstandswerte haben. Gebrauch von dem polysiloxanen flüssigen Bestandteil kann auch die Abhängigkeit des Widerstandwertes von der Temperatur verringern und/oder verringert die zeitweisen Schwankungen des Widerstand und der Widerstandswerte. Gebrauch von dem polysiloxanen flüssigen Bestandteil verhindert die Notwendigkeit für einen Extraschritt während der Verarbei tung, um die Flüssigkeit zu entfernen, sowie auch ein mögliches Ausgasen und Migration des Verdünnungsmittels während des praktischen Gebrauches. Die polysiloxane Flüssigkeit sollte nicht die aushärtende Reaktion hemmen, d.h. kann die addierende Reaktion, der Zusammensetzung, aber sie kann oder kann möglicherweise nicht an der aushärtenden Reaktion teilnehmen.
  • Die nicht reagierende polysiloxane Flüssigkeit hat einen Siedepunkt von größer als ungefähr 260 °C (500 F) und kann verzweigt oder geradkettig sein. Die nicht reagierende polysiloxane Flüssigkeit enthält die Silizium-gebundenen nicht-Alkenyl organischen Gruppen, die durch die substituierten und nicht substituierten einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen z.B. Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl und Hexyl illustriert werden; Aryl- Gruppen wie Phenyl, Tolyl und Xylyl; Aralkyl Gruppen wie Benzyl und Phenethyl; und halogenierte Alkylgruppen wie 3-Chloropropyl und 3,3,3-Trifluoropropyl. Methyl und Phenyl werden speziell bevorzugt. So kann die nicht reagierende polysiloxane Flüssigkeit R3SiO1/2 und SiO4/2 Einheiten, RSiO3/2 Einheiten, R2SiO2/2 und RSiO3/2 Einheiten oder R2SiO2/2, RSiO3/2 und SiO4/2 Einheiten enthalten, wobei R substituierte und nicht substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen darstellt, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Aryl, Phenyl, Tolyl, Xylyl, Aralkyl, Benzyl, Phenethyl, halogeniertes Alkyl, 3-Chloropropyl und 3,3,3-Trifluoropropyl. Weil das nicht reagierende Polysiloxan eine Flüssigkeit ist und einen erheblich höheren Siedepunkt hat (größer als ungefähr 230 °C (500 F)), erlaubt es das Einbringen von höheren Quantitäten des Füllers, aber wandert nicht oder gast nicht ab. Beispiele der nicht reagierenden polysiloxanen Flüssigkeiten schließen DC 200 von Dow Corning Corporation ein.
  • Reagierende polysiloxane Flüssigkeiten Co-härten aus mit dem Alkenyl-enthaltenen polysiloxan und dem Polysiloxan, die mindestens zwei Silizium- gebundene Wasserstoffatome haben und können folglich selbst Alkenyl Gruppen oder Silizium-gebundene Wasserstoffgruppen enthalten. Solche Zusammensetzungen können die gleichen Strukturen wie oben in Zusammenhang mit dem Alkenyl-enthaltenden Polysiloxan und dem Polysiloxan beschrieben, das mindestens zwei Silizium-gebundene Wasserstoffatome hat, aber zusätzlich eine Viskosität von kleiner als oder bis zu ungefähr 1000 centipoise (cps), vorzugsweise weniger als oder bis zu ungefähr 750 centipoise, vorzugsweise weniger als oder bis zu ungefähr 600 centipoise und am meisten bevorzugt kleiner als oder bis zu ungefähr 500 centipoise. Die reagierenden Polysiloxan Flüssigkeiten haben vorzugsweise ein Siedepunkt größer als die Aushärtungs-Temperatur der addierenden Aushärtereaktion.
  • Der polysiloxane flüssige Bestandteil ist in einer Menge anwesend, die wirkungsvoll ist, die Hinzufügung, das Einbringen und das Benetzen der höheren Quantitäten des leitenden Füllers zu erlauben und/oder das Einbringen der Carbon Nanoröhrchen zu erleichtern, z.B., um ein Entflechten zu erleichtern und/oder ein Dispergieren. Solche Quantitäten werden einfach von einem Fachmann berechnet. Im allgemeinen wird der polysiloxane flüssige Bestandteil der Zusammensetzung in einer Menge von ungefähr 5 bis zu ungefähr mit 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der kombinierten Menge des Polysiloxans, das mindestens zwei Alkenyl Gruppen pro Molekül hat, des Polysiloxans, das mindestens zwei Silizium-gebundene Wasserstoffatome in einer Quantität hat, die wirkungsvoll ist, die Zusammensetzung auszuhärten, des Katalysators und des Füllers hinzugefügt. Die Menge des polysiloxanen flüssigen Bestandteils ist vorzugsweise größer als oder bis ungefähr 5, mehr vorzugsweise größer als oder bis ungefähr 7,5 und sogar noch mehr bevorzugt größer als oder bis zu ungefähr 10 Gewichtsteilen. Auch erwünscht ist ein polysiloxaner flüssiger Bestandteil von kleiner als oder von bis zu ungefähr mit 50 Gewichtsteilen, vorzugsweise kleiner als oder bis zu ungefähr mit 25 Gewichtsteilen und vorzugsweise kleiner als oder bis zu un gefähr mit 20 Gewichtsteilen.
  • Die Silikonelastomere können weiterhin gegebenenfalls eine aushärtbare Silikongelformulierung enthalten. Silikongele sind leicht vernetzte Flüssigkeiten oder unter-ausgehärtete Elastomere. Sie sind dadurch einzigartig, dass sie von sehr weichem und klebrigem bis zu gemäßigt weichem und nur etwas klebrigem Anfaßgefühl reichen. Gebrauch einer Gelformulierung verringert die Viskosität der Zusammensetzung nachteilig, dadurch wird mindestens eines der folgenden erlaubt: ein erhöhtes Füllerladen, ein erhöhtes Füller Benetzen und eine erhöhte Füllerverteilung, dies mit dem Ergebnis einer ausgehärteten Zusammensetzung, die einen niedrigeren Widerstand und Widerstandswert und erhöhte Weichheit hat. Verwendbare Gelformulierungen können entweder zweiteilige aushärtbare Formulierungen oder einfache Formulierungen sein. Die Bestandteile der zweiteiligen aushärtbaren Gelformulierungen sind denen ähnlich, die oben für LSR Systeme beschrieben sind (d.h., ein Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenyl Gruppen pro Molekül hat und ein Organopolysiloxan, das mindestens zwei Silizium-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül hat). Der Hauptunterschied liegt in der Tatsache, dass kein Füller anwesend ist und dass das molare Verhältnis der Silizium gebundenen Wasserstoffgruppen (Si-H) Gruppen zu den Alkenyl Gruppen normalerweise kleiner als eins ist, und verändert werden kann, um einen „untervernetzt verbundenen" Polymeren mit der Lockerheit und der Weichheit eines ausgehärteten Gels herzustellen. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Silikon-abgebundenen Wasserstoffatome zu den Alkenyl Gruppen kleiner als oder bis ungefähr 1,0, vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 0,75, vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 0,6 und am meisten bevorzugt kleiner als oder bis ungefähr 0,1. Ein Beispiel einer verwendbaren zweiteiligen Silikongelformulierung ist SYLGARDO 527 Gel (eingetragene Marke), das von Dow Corning Corporation handelsüblich ist.
  • Eine bevorzugte Methode für das Herstellen des Silikonelastomers mittels der oben beschriebenen Komponenten besteht im Mischen der unterschiedlichen Bestandteile bis zur Homogenität und dem Abzug der Luft, durch Entgasen unter Vakuum. Die Zusammensetzung wird dann auf eine Freigabezwischenlage gegossen und ausgehärtet, indem man die Zusammensetzung bei Zimmertemperatur (z.B., 25 °C) oder sie heizt. Wenn eine nicht-reagierende polysiloxane Flüssigkeit anwesend ist, erfolgt die Aushärtung bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunkts der Flüssigkeit, um so ein Entweichen der Flüssigkeit während der Aushärtung im Wesentlichen zu verhindern. Vorzugsweise liegen die Aushärtungtemperaturen mindestens ungefähr 20 °C, vorzugsweise mindestens ungefähr 50 °C, am meisten bevorzugt mindestens ungefähr 80 °C unterhalb des Siedepunkts des flüssigen Bestandteils. Wenn eine reagierende Flüssigkeit verwendet wird, ist die Aushärtungtemperatur so, dass die Flüssigkeit aushärtet, bevor sie weggetrieben werden kann.
  • In einer bevorzugten ununterbrochenen Methode für die Bereitung der Silikonelastomere werden die passenden Mengen jedes Bestandteils in einen mischenden Behälter, wie z.B. einen Ross Mischer, eingewogen, gefolgt vom Mischen unter Vakuum, bis Homogenität erzielt ist. Die Mischung wird dann auf eine bewegliche Fördermaschine gebracht. Eine andere Schicht des Fördermaschinenfilmes wird dann auf die Mischung gezogen und die geschichtete Anordnung wird dann durch eine Auftragmaschine gezogen, die die Stärke des abschließenden Elastomers feststellt. Die Zusammensetzung wird dann ausgehärtet, gefolgt durch einem wahlweise freigestellten nachaushärten.
  • Die elastomeren Silikone sind besonders geeignet für eine ununterbrochene Herstellung in einer Rollenform durch Giessen, dies ermöglicht die Produktion von Endlosrollen in Blattform mit unterschiedlichen Stärken bei besseren Toleranzen hinsichtlich der Dicke. Der vorliegende Zusammensetzung kann benutzt werden, um Blätter zu bilden, die einen Querschnitt weniger als 6,3 Millimeter haben (0,250 Zoll), vorzugsweise in den sehr dünnen Querschnitten wie ungefähr 0,005 zu ungefähr 0,1 Zoll, was nützlich ist für z.B. bei den elektronischen Anwendungen.
  • Vorzugsweise haben die elektrisch leitenden Silikonelastomere mechanische Eigenschaften, die denen der gleichen Silikonelastomere ohne Carbon Nanoröhrchen möglichst ähnlich sind. Wünschenswerte Eigenschaften schließen eine Härte nach Shore A von kleiner als oder bis ungefähr 30, Kompressionssetzen bzw. Druckverformungsrest von kleiner als oder von bis ungefähr 30 und eine Verlängerung von größer als oder bis ungefähr 20% mit ein.
  • Gebrauch von Carbon Nanoröhrchen erlaubt unerwartet die Herstellung von polymerischen Schäumen und Elastomeren, die ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und physikalische Eigenschaften haben, besonders die eingestellte Kompression und/oder Weichheit. Diese Eigenschaften ermöglichen, dass polymerische Schäume und Elastomere in einer Vielzahl von Artikeln so wie z.B. Dichtungsmaterialien verwendet werden können, insbesondere wenn elektromagnetische und/oder elektrostatisch dissipative Eigenschaften gewünscht werden. Die Artikel sind für Gebrauch in einer Vielzahl von kommerziellen Anwendungen wie Funk Telefone, persönliche digitale Assistenten, Computer, Flugzeuge und andere Artikel des Handels verwendbar, in dem bisher nur Metallblätter und metallisierte Gewebe und Streifen benutzt würden.
  • Die folgenden Beispiele, die als beispielhaft und nicht als begrenzend zu verstehen sind, veranschaulichen Zusammensetzungen und Methoden der Herstellung von einigen der verschiedenen Verkörperungen von elektromagnetisch abschirmenden und/oder elektrostatisch dissipativen und/oder elektrisch leitenden Elastomerschäumen und polymerischen Schäumen, wie hierin beschrieben.
  • BEISPIELE
  • Druckverformungsrest wurde ermittelt, indem man die Prozent Menge maß, um welche ein Standard-Teststück des Elastomers oder des Schaumgummis nicht zu seiner ursprünglichen Dicke zurückkommt, nachdem es einer 50% Kompression für 22 Stunden bei einer spezifizierten Temperatur unterworfen worden ist.
  • Der Modulus, wie er durch Kompression Kraftablenkung (CFD) reflektiert wird, wurde auf einem Instron mit 5 × 5 Zentimeter mit einem Stempel geschnittenen Proben gemessen, die zu einem Minimum von 0,6 Zentimeter gestapelt wurden (0,250 Zoll), normalerweise von ungefähr 0,9 Zentimeter (0,375 Zoll), dabei wurden zwei Stapel pro Los oder Durchlauf verwendet, und eine 9090 Kilogramm (20 000 pound) Zelle, wurde in der Unterseite des Instron angebracht. CFD wurde gemessen, indem man die Kraft – in pound pro Quadratinch – errechnete, die benötigt wurde, um die Probe auf 25% ihrer ursprünglichen Dicke zusammenzudrücken.
  • Zugfestigkeit und Verlängerung (Elongation) wurden mit einem Instron gemessen, das mit einer 20 Kilogramms (50 pound) Meßdose ausgerüstet war, und unter Verwendung des Bereichs 4,5–9,0 Kilogramm, abhängig von Dicke und Dichte der Probe. Zugfestigkeit wird berechnet als dasjenige Maß der Kraft in Kilogramm pro Quadratzentimeter (kg/cm2) im Moment des Bruchs dividiert durch die Dicke des Teststücks und mit zwei multipliziert. Verlängerung wird als Prozentverlängerung berichtet.
  • Reißstärke wurde mit einem Instron gemessen, das mit einer 20 Kilogramm-Meßdose ausgerüstet war, und unter Verwendung des Bereichs 4,5–9,0 Kilogramm, abhängig von Dicke und Dichte der Probe. Reißstärke wird errechnet, indem man die Kraft, die im Moment des Reißens auf die Probe einwirkt, durch die Dicke der Probe teilt.
  • Wie bekannt, hängen bestimmte Werte für den Volumenwiderstand und die elektrostatische Abschirmung von den jeweiligen Testmethoden und -zuständen ab. Z.B. ist es bekannt, dass das Leitvermögen des Volumens und Wirksamkeit der Abschirmung mit dem Druck schwanken können, der auf die Probe während des Tests einwirkt. Die elektrische Meßausrüstung und die Probenhalterungen, die benutzt werden, um den Volumenwiderstand in der darunter befindlichen Probe zu messen, sind wie folgt. Die Probenhalterung ist eine speziell hergestellte Presse, mit Gold überzogen, 2,5 Zentimeter × 2,5 Zentimeter (1 Inch × 1 Inch) im Quadrat, und elektrischen Kontakten. Die Probenhalterung ist mit einer digitalen Drucklehre ausgerüstet, die es dem Operator erlaubt, die Kraft zu steuern und einzustellen, die auf die Oberfläche der Probe einwirkt. Die Spannungsversorgung ist in der Lage, 0 bis 2 Ampere an die Oberfläche der Probe zu liefern. Der Spannungsabfall und der Ohmsche Widerstand über der Probe wurden mit einem HP 34420A NanoVolt/MicroOhmmeter gemessen. Die elektronischen Bauelemente der Probenhalterung können sich auf Normaltemperatur einstellen, und, im Falle des HP 34420 A, sind die internen Kalibrierungsprüfungen durchgeführt worden. Die Proben konnten sich, während einer Periode von 24 Stunden, an die Zustände des Testklimas angleichen. Typisches Testklima ist 50% relative Feuchtigkeit (% RH) mit einer Raumtemperatur von 23 °C (70 F). Die zu prüfende Probe wird zwischen die Vorlageplatten der Probenhalterung gebracht und eine Last wird auf die Oberfläche aufgebracht. Die angewandte Last ist von der Art der zu prüfenden Probe abhängig, weiche Elastomere werden geprüft mit kleinen Lasten, während Festkörper mit einer Belastung von ungefähr 63,279 bis zu ungefähr 210,930 kg/m2 (90 bis 300 pound pro Quadratzoll) geprüft werden. Ist die Last erst einmal aufgebracht, wird der Strom an dir Probe angelegt und der Spannungsabfall durch die Probendicke wird gemessen. Ein typischer Test würde Messungen bei 4 unterschiedlichen Ampere Einstellungen, 0,5, 1,0, 1,6 und 2,0 Ampere einschließen. Für eine leitende Zusammensetzung wird der resultierende spezifische Volumenwi derstand für alle vier der Ampere Einstellungen gleich sein. Die Berechnung des Volumenwiderstands erfolgt wie folgt:
    Volumenleitvermögen (Ohmzentimeter) = (E/I)·(A/T)
    worin E = Spannungsabfall (V), I = Strom (Ampere), A = Fläche (cm2) und T = Dicke (Zentimeter)
    wurden ähnlich für elastomere Proben durchgeführt, indem man eine rechteckige Probe schnitt, die Enden mit Silber-Farbe beschichtete, die Farbe abtrocknen ließ und ein Voltmeter verwendete, um den Widerstand zu bestimmen.
  • Gebrauch von Carbon Nanoröhrchen ermöglicht der Produktion von elektrisch leitenden polymerischen Schäumen, die einen Volumenwiderstand von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 108 Ohm Zentimeter haben und vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 106, weniger als oder bis ungefähr 104 oder kleiner als oder bis ungefähr 103 Band vorzugsweise kleiner als oder bis ungefähr 102, weniger als oder bis ungefähr 10 und am meisten bevorzugt kleiner als oder bis zu ungefähr 1 Ohm Zentimeter, Leitvermögen bzw. spezifischer Volumenwiderstand wie durch die oben beschriebene Methode gemessen. Gebrauch von Carbon Nanoröhrchen erlaubt auch die Produktion von elektrisch leitenden Elastomeren, die ein Leitvermögen von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis hin zu ungefähr 103 Ohmzentimeter, vorzugsweise weniger als oder bis zu ungefähr 102 Ohmzentimeter, vorzugsweise weniger als oder bis ungefähr 10 haben, und am meisten bevorzugt kleiner als oder bis zu ungefähr 1 Ohmzentimeter.
  • In den Tabellen sind alle Teilmengen in Gewichtsteilen.
  • Beispiel 1
  • Chemikalien, ihre Bezugsquellen, und Beschreibungen sind unten in der Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1
    Figure 00530001
    Figure 00540001
  • Für jedes Elastomer oder Schaumgummi werden alle Bestandteile außer dem Isozyanat in einen aufnehmenden Behälter mit aktiver Bewegung und unter trockenem Stickstoff in den Mengen gemischt und vorgelegt, die unten in Tabelle 2 gezeigt. Diese Mischung wird dann mit einer kontrollierten Strömungsgeschwindigkeit zu einem hohes Schermischrohrkopf der Oakes Art gepumpt. Die Isocyanatmischung wird auch separat in den Mischrohrkopf mit kontrollierter Strömungsgeschwindigkeit und mit den korrekten Flußverhältnissen im Verhältnis zu der Strömungsgeschwindigkeit der Polyolmischung gepumpt. Strömungsmesser werden benutzt, um die Strömungsgeschwindigkeiten der verschiedenen Rohstoffströme zu messen und zu justieren. Nachdem man im Mischer mit hoher Scherung gemischt hat, werden die Materialien durch flexible Schläuche und heraus durch steife Düsen gepumpt. Das Elastomer oder der Schaumgummi wird dann auf überzogenes Freigabepapier gegossen, das gerade zuvor vor dem Punkt getrocknet worden war, in dem das Elastomer oder der Schaumgummi aufgebracht wird. Dies verhinderte jedes mögliches Wasser, das in dem Papier gewesen sein konnte, an der Reaktion teilzunehmen. Das Freigabepapier ist ungefähr 13 Zoll breit und wird durch die Maschine mit einer kontrollierten Geschwindigkeit gezogen (ungefähr 0,05 m/s, bzw. 10 Fuß pro Minute). Das Papier und das Formelastomer oder -schaumgummi passieren dann unter einem Messer über eine Plattenrakelstreichmaschine, um das Elastomer oder den Schaum auszubreiten und die Dicke (Stärke) des abschließenden Produktes zu steuern.
  • Das überzogene Freigabepapier wird dann durch einen aushärtenden Abschnitt geführt, welcher aus den geheizten Platten besteht, die bei 123 °C (250 F) bis 195 °C (375 F) gehalten werden durch eine Reihe von Thermoelementen, Steuerpulte und Heizelemente. Eine Reihe obere Platten bzw. Vorlagengläser wird bei 232 °C (450 F) gehalten.
  • Das ausgehärtete Produkt wird dann durch einen Luft-kühlenden Abschnitt, über eine Reihe Antriebsrollen geführt und wird auf eine Aufnahmerolle aufgewickelt. Tabelle 2
    Figure 00550001
    Figure 00560001
  • Beispielhafte Eigenschaften der obigen und anderer leitfähiger Polyurethanschäume, insbesondere elektromagnetisch abschirmende und/oder elektrostatisch dissipative Schäume, sind in der Tabelle 3 unten angegeben. Tabelle 3
    Figure 00560002
  • Beispielhafte Eigenschaften der obigen und anderer leitfähiger Polyurethanelastomeren, insbesondere elektromagnetisch abschirmende und/oder elektrostatisch dissipative Elastomere, sind in der Tabelle 4 unten angegeben.
  • Tabelle 4
    Figure 00570001
  • Beispiel 2
  • Dieses Beispiel zeigt die elektrischen Eigenschaften der Polyolefin-Schäume und Elastomere. Tabelle 5 stellt dar, dass Chemikalien, Bezugsquellen und die Beschreibungen, die für die Anordnung des thermoformbaren Polyolefin- und Elastomer-Schäume verwendbar sind. Tabelle 5
    Figure 00570002
  • Eine Siliziumwasserstoff-gepfropfte Zusammensetzung, bestehend hauptsächlich aus einem im Wesentlichen linearen Polyolefin-Copolymer zusam men mit Polyäthylen/ethyl-Acrylat (EEA) als Weichmachungsmittel, wird mit der Rate von ungefähr 13,6 Kilogramm/Stunde (30 Ib/h) unter Verwendung eines 60 Millimeter Durchmesser Einzelnschrauben-Extruders vorbereitet, der ein Längenverhältnis von 24 hat und auf ungefähr 200 °C gehalten wird. Eine Mischung aus organischem Hyperoxyd und Vinyltrimethoxysilan (VTMOS) wird direkt in den Zufuhrtrichter des Extruders gemessen. Die gepfropfte Zusammensetzung wird aus einem Multistrang Formkopf heraus durch eine Wassererkühlungabflußrinne geführt und gehackt in Tabletten mit einem Granulierer. Die Zusammensetzung der Tabletten wird in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6
    Figure 00580001
  • Die pellicular gepfropfte Zusammensetzung wird mit zusätzlichen pellicular Bestandteilen in einer Drehtrommel von 19 Liter (5 Gallonen) gemischt, gemessen in einen 6,35 Zentimeter (Durchmesser 2,5-inch) Einzelnschrauben-Extruder, der ein Längenverhältnis von 24 hat, gehalten auf ungefähr 125 °C und mit einem 35 Zentimeter (14-inch) breiten Kopf (coat hanger die head) geformt, und wurden durch eine 60 Zentimeter (24-inch) breiten Dreirollen-Vorrichtung geführt, um ein unexpandiertes Blatt, das 22,5 Zentimeter (9 Zoll) breit und 0,175 Zentimeter (0,069 Zoll) dick war, zu bilden , mit einer Zusammensetzung, die in Tabelle 7 gezeigt wird. Tabelle 7
    Figure 00580002
    Figure 00590001
  • Das Blatt wird 87 °C (190 F) und 95% relativer Feuchtigkeit für 80 Minuten ausgesetzt, damit die Silanolysis Vernetzung erreicht wird. Ein Teil des Blattes wird für die Prüfung als Elastomer aufbewahrt, während der restliche Teil des Blattes einem Schäumverfahren unterworfen wird, indem man es durch einen thermostatisch kontrollierten Schäumungs-Ofen mit Infrarotheizung, der eine Oberflächentemperatur von 354 °C (670 F) einhält, laufen lässt, aber mit zusätzlich Luft von 387 °C (730 F) zum Aufmachen, wodurch die vernetzte Zusammensetzung in einen Schaum expandiert, der eine Breite von 50,8 Zentimeter (20 Zoll) hat und eine Dicke von ungefähr 0,38 Zentimeter (0,150 Zoll) aufweist. Die resultierende Dichte des Schaums ist ungefähr 96 kg/m3 (6 pcf).
  • Beispielhafte physikalische Eigenschaften für die oben genannten und andere elektrisch leitende Polyolefinschäume, insbesondere elektromagnetisch abschirmende und/oder elektrostatisch dissipative Schäume, sind in Tabelle 8 unten angegeben. Tabelle 8
    Figure 00590002
  • Beispielhafte physikalische Eigenschaften für die oben genannten und andere elektrisch leitende Polyolefinelastomere, insbesondere elektromagnetisch abschirmende und/oder elektrostatisch dissipative Elastomere, sind in Tabelle 9 unten angegeben. Tabelle 9
    Figure 00600001
  • Beispiel 3
  • Die folgenden Formulierungen zeigen leitende Silikonelastomere und -schäume. Tabelle 10 zeigt Chemikalien, Quellen und die Beschreibungen, die für die Bildung der Silikonelastomere und -schäume verwendbar sind. Tabelle 10
    Figure 00600002
    Figure 00610001
  • Die Bestandteile wie in Tabellen 11 bis 16 gezeigt (alle in Teilen nach Gewicht) werden per Hand gemischt, dann beschichtet auf eine Abhebe-Walzbeschichtungsmaschine (roll-over-roll coater) bzw. Auftragmaschine zwischen zwei Schichten der Freigabezwischenlage und z.B. zwischen ungefähr 100 °C und ungefähr 140 °C für ungefähr 15 bis zu ungefähr 20 Minuten ausgehärtet. Um feste Elastomere zu bilden und alle Luft zu beseitigen, die z.B. beim und durch das Mischen eingetragen wurde, kann die reagierende Zusammensetzung z.B. unter Vakuum entgast werden. Tabelle 11 zeigt die Formulierungen, die unterschiedliche elektrisch leitende Füller einschließlich Carbon Nanoröhrchen im LIM 6010 A&B Silikonsystem haben. Tabelle 11
    Figure 00620001
  • Tabelle 12 zeigt eine Kombination von LIM 6010 LSR mit Silikongel, es werden unterschiedliche, elektrisch leitende Füller verwendet. Tabelle 12
    Figure 00620002
    Figure 00630001
  • Tabelle 13 zeigt den Effekt von reaktiven (SFD 119) und nicht-reaktiven Fluidens (DC200) auf die elektrischen Eigenschaften der Silikon-Elastomere und Schäume. Tabelle 13
    Figure 00630002
  • Elektrischer Widerstand und Härte können abhängig von der erforderlichen Anwendung geändert werden, indem eine Mischung von Füllern verwendet wird. Tabelle 14 zeigt dieses für Silber beschichtete keramische Mikrokugeln. Alle Zusammensetzungen werden in Gewichtprozenten angegeben: Tabelle 14
    Figure 00630003
    Figure 00640001
  • Tabelle 15 zeigt Silikon-Schaum- und Elastomer-Zusammensetzungen mit Graphit Fasern, die mit Nickel umhüllt sind, und mit Carbon Nanoröhrchen: Tabelle 15
    Figure 00640002
  • Tabelle 16 zeigt eine Mischung von LSR, Gel und elektrisch leitenden Füllern, die eine geeignete Kombination von Viskosität, Weichheit und elektrischem Widerstand erbringen. Alle Zusammensetzungen werden in Gewichtprozenten angegeben: Tabelle 16
    Figure 00650001
  • Beispielhafte Eigenschaften für die oben genannten und andere elektrisch leitenden Silikonschäume, insbesondere elektromagnetisch abschirmende und/oder elektrostatisch dissipative Elastomere, sind in Tabelle 17 unten gezeigt: Tabelle 17
    Figure 00650002
  • Beispielhafte physikalische Eigenschaften für die oben genannten und andere Silikonelastomere, insbesonders elektromagnetisch abschirmende und/oder elektrostatisch dissipative Elastomere, sind in Tabelle 17 unten gezeigt: Tabelle 18
    Figure 00650003
    Figure 00660001
  • Beispiel 4
  • Dieses Beispiel zeigt den elektrischen Widerstand der elastomeren Zusammensetzung des Silikons, die Carbon Nanoröhrchen enthält. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle 19 angegeben. Probe 41 ist ein Beispiel für den Vergleich, es enthält über 70% an pulverisiertem Graphit als leitenden Füller. Probe 42 wurde per Hand mit einer Spachtel gemischt. Die Probe wurde auf einen Polycarbonatfilm gegossen und dann aushärten lassen in einem Ofen für 10 Minuten bei 93°C (200°F), gefolgt von 10 Minuten des Aushärtens bei 123°C (250°F). Für die Proben 43 und 44 wurden das Sylgard 182 Material und die Carbon Nanoröhrchen mit Tetrahydrofuran in einer Ultraschallvorrichtung für 5 Minuten bei einer Energie von 5 Watt gemischt. Die Ultraschallvorrichtung stammte von Branson Sonifier. Die Mischung wurde in einem Ofen an 50°C für 30 Minuten getrocknet und gemischt mit Sylgard 182 Aushärtemittel (Härtemittel), dabei wurde eine Spachtel verwendet. Die Probe wurde auf Polycarbonatfilm gegossen und dann in einem Ofen ausgehärtet für 10 Minuten bei 93°C (200°F) gefolgt von einem Aushärten für 10 Minuten bei 123°C (250°F).
  • Der elektrische Widerstand, der unten in Tabelle 21 gezeigt wird, wurde mit den Methoden gemessen, die oben beschrieben wurden. Die Messungen, die in der x-y Richtung durchgeführt wurden, reflektieren diejenigen, die durch Schneiden der Probe und Belegen der exponierten Endbereiche mit silberner Leitlackierung erhalten wurden, während die Messungen in der z Richtung Maße solche sind, bei denen die speziell hergestellte Presse und das Verfahren, das oben beschrieben wurde, eingesetzt wurden. Tabelle 19
    Figure 00670001
  • Wie aus Tabelle 19 ersehen werden kann, zeigen die Proben, welche die Carbon Nanoröhrchen enthalten, gleichwertige Ergebnisse der elektrischen Leitfähigkeit wie die Vergleichsproben an, welche viel höher mit leitendem Füller beladen sind. Die Fähigkeit der Carbon Nanoröhrchen, niedrigere Werte des elektrischen Widerstands bei niedrigeren Füllerladen zu erreichen, ermöglicht es den Zusammensetzungen, ihre Flexibilität, Duktilität und andere Eigenschaften, die dem Silikonelastomer zu eigen sind, beizubehalten.
  • Während die Erfindung mit Bezug auf exemplarische Verkörperungen beschrieben worden ist, wird es von den Fachleuten verstanden, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente für Elemente eingesetzt werden können, ohne damit aus dem Bereich der Erfin dung herauszugelangen. Zusätzlich können viele Änderungen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein Material der Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von deren Kern abzurücken. Folglich ist es beabsichtigt, dass die Erfindung, nicht auf die bestimmte Verkörperung begrenzt zu werden, die als der beste Modus für das Durchführen dieser Erfindung beschrieben wurde.
  • Zusammenfassung
  • Eine elektrisch leitende Zusammensetzung enthält einen polymerischen Schaumgummi und Carbon Nanoröhrchen. Die Zusammensetzung hat einen Volumenwiderstand von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 108 Ohmzentimeter. In einer anderen Verkörperung enthält eine elektrisch leitende elastomere Zusammensetzung ein Elastomer und Carbon Nanoröhrchen und hat einen Volumenwiderstand von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 103 Ohmzentimeter. Die polymerische Schäume und Elastomere behalten ihre vorteilhaften physikalischen Eigenschaften, bleibende Verformung, Flexibilität und Kompression. Sie sind geeignet für Artikel, die elektromagnetische Abschirmung und/oder elektrostatische Ableitung aufweisen, insbesondere für die Anwendungen, die schwierige Geometrien haben, wie in Computern, persönliche digitalen Assistenten, Funktelefonen, medizinische Diagnosegeräten und anderen drahtlosen digitalen Vorrichtungen, elektronische Waren wie CD- oder DVD-Spieler, sowie in Automobilen, Schiffen und Flugzeugen und dergleichen.
  • Die oben angegebenen Beeinträchtigungen und Nachteile werden durch eine Zusammensetzung verringert, die einen polymerischen Schaum und Carbon Nanoröhrchen aufweist, wobei die Zusammensetzung ein Leitvermögen von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 108 Ohmzentimeter hat.
  • In einer anderen Verkörperung weist eine elastomere Zusammensetzung einen Elastomeren und Carbon Nanoröhrchen auf, wobei die Zusammensetzungen einen spezifischen Widerstand bzw. Volumenwiderstand (Leitvermögen) von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 108 Ohmzentimeter hat.
  • Die oben beschriebenen polymerischen Schäume und Elastomere sind elektrisch leitend, aber behalten die vorteilhaften physikalischen Eigenschaften von polymerischen Schäume und Elastomeren bei, wie Verdichtbarkeit, Flexibilität, Widerstand gegen Kompression, Zellen-Gleichförmigkeit (im Falle der Schäume) und dergleichen. Diese Materialien können dementsprechend benutzt werden, um leitende Artikel auszubilden, insbesondere Artikel zu bilden, die eine elektromagnetische Abschirmung und/oder elektrostatische Ableitung zur Verfügung stellen können. Ein Gebrauch schließt die Anwendungen ein, die schwierige Geometrien und Formen aufweisen, wie in Computern, im persönlich digitalen Assistenten, in Funktelefonen, Handys, in medizinischen Diagnosegeräten und anderen drahtlosen digitalen Vorrichtungen, elektronischen Waren wie CD- und DVD- Spielern, sowie in Automobilen, Schiffen, Flugzeugen und dergleichen anzutreffen, wo man hohe Festigkeit und günstige Gewichtsverhältnisse wünscht.

Claims (18)

  1. Eine Zusammensetzung enthaltend einen polymerischen, gummiartigen Schaum; und ungefähr 0,0001 bis zu ungefähr 50 Gew.-% Carbon Nanoröhrchen, wobei die Zusammensetzung ein Leitvermögen von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 108 Ohmzentimeter hat.
  2. Die Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der polymerische Schaum bzw. Schaumgummi mindestens einen der folgenden Bestandteile aufweist: Polyacetal, Polyacryl, Styrolacrylonitril, Acrylnitrilbutadienstyrol, Polycarbonat, Polystren, Polyäthylen, Polypropylen, Polyäthylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyamid, Polyamideimid, Polyarylat, Polyurethan, Ethylenpropylendienmonomergummi, Ethylenpropylengummi, Polyarylsulfon, Polyethersulfon, Polyarylensulfid, Polyvinylchlorid, Polysulfon, Polyetherimid, Polytetrafluoroethylen,fluoriertes Ethylenpropylen, Polychlorotrifluoroethylen, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylfluorid, Poly etherketon, Polyätheretherketon, Polyätherketonketon, Polyurethan, einen Naturkautschuk, einen synthetischen Gummi, Epoxid, Phenoplast, Polyester, Polyamid, Silikon oder eine Kombination, die mindestens eine von den vorangehenden Polymer-Plastiken enthält.
  3. Die Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbon Nanoröhrchen im Dampf gewachsene Multiwand Nanoröhrchen, Einzelwand Nanoröhrchen oder eine Kombination sind, die mindestens eines von den vorangehenden Carbon Nanoröhrchen enthält, sind.
  4. Die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung eine Dichte von weniger als 1040 kg/m3 (65 pound pro Kubikfuß) und einen Leerraumanteil von größer als oder von bis zu ungefähr mit 70 Volumenprozenten bis vorzugsweise ungefähr 20% hat, und Druckverformungsrest von kleiner als oder von bis ungefähr 30%.
  5. Die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung eine elektromagnetische Abschirmenkapazität von größer als oder von bis zu ungefähr 50 dB hat.
  6. Die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumgummi ein Polyurethan ist und eine Dichte von ungefähr 16 kg/m3 (1 pcf). bis ungefähr 800 kg/m3 (50 pcf), eine Verlängerung bis zum Bruch von größer als oder gleich 20% und einen Druckverformungsrest bzw. remanente Kompression von weniger als oder etwa 30%.
  7. Die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumgummi ein Polyolefin ist und eine Dichte von ungefähr 16 kg/m3 (1 pcf) bis ungefähr 320 kg/m3 (20 pcf), eine Verlängerung bis zum Bruch von größer als oder bis ungefähr 100% hat, und einen Druckverformungsrest von kleiner als oder von bis ungefähr 70%.
  8. Die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumgummi ein Silikon ist und eine Dichte von ungefähr 64 kg/m3 (4 pcf) bis ungefähr 480 kg/m3 (30 pcf), eine Verlängerung bis zum Bruch von größer als oder bis ungefähr 50% hat, und einen Druckverformungsrest bei 50% von kleiner als oder bis ungefähr 30%.
  9. Die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1-8 in der Form eines elektromagnetisch abschirmenden und/oder elektrostatisch dissipativen und/oder elektrisch leitenden Gegenstands.
  10. Eine Methode der Produktion eines Polyurethanschaumgummis, die die folgenden Schritte aufweist: Schäumen einer flüssigen Zusammensetzung, die einen Polyisocyanat Bestandteil, eine aktiven Wasserstoff enthaltende Komponente, die mit dem Polyisocyanat Bestandteil reagieren kann, ein Tensid, einen Katalysator und Carbon Nanoröhrchen enthält; und Aushärten des Schaums, um einen Polyurethanschaumgummi zu produzieren, der eine Dichte von ungefähr 16 kg/m3 (1 pcf) bis ungefähr 800 kg/m3 (50 pcf), eine Verlängerung von größer als oder bis ungefähr 20% und einen Druckverformungsrest von kleiner als oder von bis ungefähr 30 aufweist.
  11. Eine Methode der Produktion eines Polyolefinschaumgummis, die die folgenden Schritte aufweist: Extrudieren einer Mischung, die ein im Wesentlichen lineares, vorzugsweise durch eine lokale Einschubreaktion vernetztes Polyolefin, Carbon Nanoröhrchen, ein Treibmittel und ein wahlweise freigestelltes Härtemittel enthält; und Expandieren bzw. Blasen der Mischung, um einen Schaumgummi zu produ zieren, der eine Dichte von ungefähr 16 kg/m3 (1 pcf) bis ungefähr 320 kg/m3 (20 pcf), eine Verlängerung von größer als oder bis ungefähr 100% und einen Druckverformungsrest von kleiner als oder von bis ungefähr 70 aufweist.
  12. Die Methode nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin eine Dichte von ungefähr 0,86 g/cm3 bis zu ungefähr 0,96 g/cm3, einen Schmelzindex von ungefähr 0,5 dg/min bis zu ungefähr 100 dg/min, eine Molekulargewichtverteilung von ungefähr 1,5 bis ungefähr 3,5, und einen Zusammensetzungverteilungs-Breitenindex größer als oder bis zu ungefähr 45 Prozent hat.
  13. Eine Methode der Produktion eines Silikonschaumgummis, die die folgenden Schritte aufweist: Extrudieren einer Mischung, die einen Polysiloxan Polymeren, der Hydridsubstituenten enthält, Carbon Nanoröhrchen, ein Treibmittel und einen Platin Katalysator enthält; und Blasen der Mischung, um einen Silikonschaumgummi zu produzieren, der eine Dichte von ungefähr 64 kg/m3 (4 pcf) bis ungefähr 480 kg/m3 (30 pcf), eine Verlängerung von größer als oder bis ungefähr 50% und einen Druckverformungsrest, der bei 50% bestimmt ist, von kleiner als oder bis ungefähr 30%.
  14. Eine Methode der Produktion eines polymerischen Schaumgummis, die die folgenden Schritte aufweist: Einmessen einer Zusammensetzung, die ein Polysiloxan Polymer, der Hydridsubstituenten enthält, Carbon Nanoröhrchen, ein Treibmittel und einen Platin Katalysator enthält, in eine Form oder in eine kontinuierliche Beschichtungsvorrichtung; und Schäumen der Zusammensetzung in der Form oder auf der kontinuierlichen Beschichtungsvorrichtung.
  15. Ein Zusammensetzung enthaltend ein Elastomer; und ungefähr 0,0001 zu den ungefähr 50 Gew.-% Carbon Nanoröhrchen, wobei die Zusammensetzung ein Leitvermögen von ungefähr 10–3 Ohmzentimeter bis zu ungefähr 103 Ohmzentimeter, einen Shore A Härtewert von weniger als 80 und eine Verlängerung bis zum Bruch von größer als 100% hat.
  16. Die Zusammensetzung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer aufweist Styrolbutadiengummi, Polyurethan, Silikon, Ethylenpropylendienmonomere, Ethylenpropylengummi, Elastomere, die vom Polyacryl abgeleitet werden, Polyolefin, eine Polyvinylchlorverbindung oder eine Kombination, die mindestens eines von den vorangehenden Harzen enthält.
  17. Die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 15-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbon Nanoröhrchen Dampf gewachsene Carbonfasern, Multiwand Nanoröhrchen, Einzelwand Nanoröhrchen, oder eine Kombination sind, die mindestens eines von den vorangehenden Carbon Nanoröhrchen aufweist.
  18. Elektromagnetisch abschirmende und/oder elektrostatisch dissipative und/oder elektrisch leitende Gegenstände gebildet von Zusammensetzung nach den Ansprüchen 15-17.
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