根据材料的导电特性，通常可分为超导体、金属（导体）、半导体、电解质、绝缘体，其电阻率的数量级分别为 0、

  在比较常见的材料中，石墨烯的电阻率为1.00 \times 10^{-8}，导电性最好；银的电阻率为1.59 \times 10^{-8}，在金属材料中导电性最好；铜的电阻率为1.68 \times 10^{-8}，是应用最多的导电材料。

  超导材料的导电性最好，但由于临界温度低，限制了其应用场景范围。1987年发现的钇钡铜氧，是首个超导温度在 77 K 以上的材料，突破了液氮的“温度壁垒”（77 K）。之后相继发现的在

  -钡-铜-氧系材料、铊-钡-钙-铜-氧系材料等进一步提升了临界超导温度，具体可以参见下图：

  其中，汞-钡-钙-铜-氧系材料的临界超导温度有可能可以达到 155 K（-118 °C）。

  导电性高分子材料大体上分为结构型和复合型两大类。结构型导电高分子聚合物是1977年才发现的，它是有机聚合掺杂后的聚乙炔，具有类似金属的电导率。而纯粹的结构型导电高分子聚合物至今只有聚氮化硫类，其它许多导电聚合物几平均需采用氧化还原、离子化或电化学等手段进行掺杂之后才能有较高的导电性。其代表性的产物有聚乙炔、聚对苯撑、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶、聚苯硫醚等。还有一种叫作热分解导电高分子，这是把聚酰亚胺、聚丙烯腈等在高温下热处理，使之生成与石墨结构相近的物质，从而获得导电性。这些热分解导电高分子的特征是无须掺杂处理，故具备优秀能力的稳定性。结构型导电高分子材料的主要用途是导电材料、蓄电池电极材料、光功能元件、半导体材料，其研究开发大多分布在在以下4个方面：①具有与金属相同的电导率；②在空气中是稳定的；③具有高功能；④拥有非常良好的加工成型性。

  另一类被称之为复合型导电高分子材料，它是由导电性物质与高分子材料复合而成。这是一类已被大范围的应用的功能性高分子材料。本文主要介绍复合型导电高分子材料。

  复合型导电高分子材料的分类有很多种，根据电阻值的不同可分为：半导电体、除静电体、导电体、高导电体；根据导电填料的不同可分为：抗静电剂系、碳系(炭黑、石墨等)、金属系(各种金属粉末、纤维、片等)；根据树脂的形态不同可分为：导电塑料、导电橡胶、导电涂料、导电胶粘剂、导电薄膜等；还可根据其功能不同分为：防静电材料、除静电材料、电极材料、发热体材料、电磁波屏蔽材料。

  (1)在电子、电器领域中作集成电路、晶片、传感器护套等精密电子元件生产的全部过程中使用的防静电周转箱、IC及LCD托盘、IC封装、晶片载体、薄膜袋等。

  (2)防爆产品的外壳及结构件，如：煤矿、油船、油田、粉尘及可燃气体等场合中使用的电器产品外壳及结构件。

  (4)电讯、电脑，自动化系统、工业用电子科技类产品、消费用电子科技类产品、汽车用电子科技类产品等领域中的电器产品EMI屏蔽外壳。

  抗静电剂填充型产品的优点是制品着色不受限制，其中低分子型抗静电剂对产品性能影响不大，其表面电阻率为1010-1013Ω。但低分子抗静电剂填充型产品的电性能会跟着时间的推移而逐渐丧失。

  国外目前的主要开发动向是研制生产高分子型抗静电剂，高分子型抗静电剂亦可称为永久性抗静电剂，它不会像低分子型抗静电剂那样水洗后或长时间使用后便丧失其导电性。高分子型抗静电剂的主要品种有：聚醚型、季氨盐型、磺酸型、酸的接枝共聚物、离子型。主要生产厂家有日本的三洋化成、住友精化、住友科学工业、第一工业制药，瑞士的汽巴精化、科莱恩，美国的威科、大湖等。 高分子型抗静电剂的添加量是低分子型抗静电剂的5-15倍，并且要考虑其与树脂的相容性从而选择适用的相容剂，因受到成本的制约使其应用受到一定限制。国内目前主要是低分子型抗静电剂，代表性的厂家有杭州塑料研究所、北京市化工研究院等。

  这一系列的填充物主要是导电炭黑、石墨和碳纤维，制成品的体积电阻率为102-109Ω?cm。其中炭黑填充是主流，炭黑填充型导电聚合物之所以被广泛采用，其一是因为导电炭黑价格较为低廉；其二是因为炭黑能根据不同的导电性需求有较大的选择余地，它的制成品的电阻值可在102-109Ω之间的宽广范围内变化；其三是导电性持久、稳定；因此是理想的抗静电材料。但是它的制成品仅限于黑色，并对材料性能影响较大，需要配套改性技术。炭黑填充型导电塑料的主要用途是：

  (1)与集成电路相关的领域 集成电路块、场效应管、晶体管等电子元器件在加工、装配、包装、运输等生产的全部过程中，常常会因震动、摩擦产生的静电而损坏，甚至造成整台机器的报废。这些电子元器件对静电的敏感程度小至100伏，大至上万伏不等。几百伏以至上千伏的静电是非常易产生的，有实验表明：人在低温度环境中的干燥地毯上行走时，可产生5000伏的静电，戴着橡胶手套与塑料容器接触时，可产生6000伏的静电，即使是不戴手套用手直接与塑料容器接触，也会产生200伏的静电。由此可见，在这一领域中防静电、除静电措施的重要。炭黑填充型导电塑料的电阻值可在102-109Ω间调节，可完全满足这类材料的防静电、除静电需求。其基本的产品有：电子元器件在周转、保管、搬运过程中使用的周转箱、托盘、支架、封装等。

  (2)医疗、煤矿、纺织等洁净、易爆环境导电塑料在这些场合用作电器设备的外壳或结构件。

  (3)高压电缆、通讯电缆领域近年来，随着用电量的增加，使电缆朝着高压化的方向发展。为使制造工程简化，需要新的被覆构造，即用导电塑料作半导电层。这是为了缓和导体表面电位梯度，防止导体和半导体问的部分放电。这类材料的体积电阻为100-104Ω?cm。

  (4)面状发热体导电塑料还可当作热源被利用。这是利用在导电塑料上施加电压，电流通过后电阻产生焦尔热量的原理，这类材料的体积电阻为100-104Ω?cm。

  在国外，碳系填充型导电塑料已形成为一个十分成熟的市场，较大的制造商有美国的卡伯特公司、原联碳公司、GE公司、3M公司等，日本的东芝化学、住友酚醛塑料是主要厂商，还有东丽、东洋油墨制造、东京油墨、日本合成橡胶、神户制钢所等，芬兰的PREMIX，韩国的LG公司。

  与工程塑料相比，导电塑料是一个很小的品种。关于电子设备用导电塑料的市场用量，据一份日文资料显示，日本1996年用于便携电子机器(笔记本电脑、手机等)的工程塑料为3500t，约为20亿日元。目前对于上述产品的EMI屏蔽对策一般是采用无电解镀、高频离子电镀、导电涂料、导电塑料，其表面加工费用的水平分别为：40亿日元、26亿日元、3亿日元、2亿日元。芬兰的PREMIX公司导电塑料生产量约为200t／a，据称在欧洲占有很大的市场占有率。在碳系填充的品种中用量较大的是用于中、高压电缆的半导电层屏蔽料，国内的市场需求约为数千吨，其中高压电缆料基本依靠进口。国内碳系填充导电塑料业已形成工业化生产，但在品种、质量稳定性等方面与国外有较大差距。特别是与集成电路相关的导电塑料的工业化生产基本空白。目前使用的材料大部分为进口。

  这类导电塑料大多数都用在电磁波屏蔽场合。近年来由于集成电路和大规模集成电路技术的发展，数字化电子机器已从工业用向民用品发展。为了更好的提高解决能力，使用的电子线路和元件越来越集成微型化、高速化，其信号水平减小，这使从外部侵入的电磁波与控制信号相接近。此外，电子设备也向外放射电磁波，因此很容易造成电子机器的误动作、图象和声音干扰。进入80年代，电子机器的壳体大多采用塑料材料代替金属。这是由于塑料作为壳体具有质轻且强度高、耐腐蚀、易加工、生产效率高、总成本低等优点。但是，塑料是绝缘体，对于电磁波来说，可完全透过。因此，赋予塑料壳体电磁波屏蔽能力就成为一个有待研究的十分迫切的课题。目前，具体实施的屏蔽方法很多，大致分为在塑料表明产生导电层的方法和将导电性填料混入到塑料中制成导电塑料的方法两种。不同的屏蔽方法各有其优缺点和适合使用的范围，以往应用较多的是锌喷镀和导电涂料法。近年来，导电塑料法引起了人们的兴趣，这方面的研究报道很多，这是由于导电塑料法具有3个显著的优点：①无需二次加工；②屏蔽性与成型制品一次完成(省力、经济)；③在长期使用的过程中(如震动、湿热外因下)安全、可靠，不会像表面法那样产生剥离和脱落现象。

  EMI屏蔽塑料多以各种工程塑料为基材，使用的金属填料主要是不锈钢纤维，也有的使用黄铜短纤维、铝片、镍纤维等。制成品的体积电阻为10-1-10-3Ω?cm，电磁波屏蔽效果为30-60分贝。碳纤维、特种导电炭黑虽不是金属填料，但其制成品也可在电磁波屏蔽场合应用。当一些制品在比较苛刻的使用环境中要求具有强度高、体积轻、壁薄、注射成型易流动等特点时，就要采用碳纤维填充的材料，目前市售的高档笔记本电脑、手机壳体材料即是采用碳纤维填充的PC／ABS合金。

  黄铜短纤维填充的复合体系具备优秀能力的电磁波屏蔽效果，却难以满足实用化提出的阻燃、低比重、良好的制品外观等要求；镍及镀镍石墨纤维虽也具备优秀能力的电性能，但由于价格昂贵而限制了其使用性；碳纤维、特种导电炭黑填充的复合体系屏蔽效果较差，适用性受到限制；不锈钢纤维的直径一般为6―10μm，填加10％左右即可满足实际应用中要求的电性能，由于填加量少，因此对复合体系的物理机械性能影响较小，是理想的EMI屏蔽塑料填充材料。

  国外金属填充型导电塑料已形成工业化生产规模，这类材料的价格较为昂贵。国内只有北京市化工研究院、中山大学、中科院、成都科技大等少数几个单位对此开展了研究，但均没有工业化生产。

  主图：电动汽车、自动化交通、5G通信、智能家电和基础设施正在推动对导电塑料的需求。（图片来自：SHUTTERSTOCK）

  对于聚合物改性材料制造商而言，通往低碳未来的道路可能意味着更多地使用很多类型的含碳添加剂。

  含碳添加剂似乎将在社会迈向低碳未来中发挥关键作用。各种各样的形式的用于电动汽车等可持续应用的改性材料的碳导电添加剂正在开发中，它们能减轻重量并通过屏蔽干扰来并提高安全性。并且其中一些添加剂（例如再生碳纤维）的使用慢慢的变多，也很适合循环经济概念。

  据卡博特公司（Cabot Corporation）称，其他宏观经济趋势，如轻量化、电气化和小型化，也导致了导电塑料解决方案在汽车、电子和包装等各行各业的增长。

  该公司开发了几种新的解决方案来帮助客户应对这些新兴趋势。去年10月推出的Cabelec XS6624B导电浓缩料专为芯片封装中使用的聚苯乙烯载带而设计，可帮助客户解决例如染料堆积、均匀导电性和部件小型化等面临的挑战。Cabelec XS6627A导电浓缩料于12月商业化，专为PP注塑成型而设计，据称可让客户在导电性和机械性能之间取得平衡。去年早一点的时候推出的基于PA6的Cabelec XS6325A导电浓缩料旨在帮助改性材料制造商开发将导电性与阻燃性或玻璃纤维增强等其他特性相结合的导电配方。

  汽车的快速电气化，以及车载电子设备数量的持续增长，引发了对电子部件的EMI屏蔽要求，以确保相邻系统在发送和接收电子信号时不会相互干扰。EMI 屏蔽不仅需要高导电性，还需要组件小型化，这需要卓越的机械性能。

  卡博特公司母粒和导电材料全球应用主管Santigue Pierre说：“Cabelec XS6325A导电浓缩料使尼龙改性材料制造商能够为ESD或EMI应用定制改性材料的电气性能，它用途广泛，客户能添加玻璃纤维、增塑剂、阻燃剂或抗冲击改性剂，为他们的材料创造更多功能。”

  在Imerys Graphite and Carbon公司，聚合物现场应用工程师Anna Ellett看到人们对用于5G技术和汽车驾驶辅助系统等应用 EMI屏蔽改性材料的兴趣与日俱增，在这些领域中，改性塑料与金属材料相比所具有的重量轻、抵抗腐蚀能力强等因素发挥着重要作用。

  对于此类应用，Ensaco导电炭黑、Timbrex合成石墨和特种高纵横比Timrex C-Therm石墨，可以让材料同时拥有高电磁信号衰减、高导热性和易加工性。

  Ellett强调了Ensaco集高纯度、高结构和低表面积于一身的性能，这保证了低吸湿性和易分散性。她说，这使得在低添加量下达到高水平的导电性成为可能。同时，具有极高纵横比的Timrex C-Therm石墨专为在低碳含量下需要高导电性和高导热性的应用而设计。

  她说，当把Timrex C-Therm石墨和 Ensaco导电炭黑混合起来使用时，能够得到对导电性的协同效应。“例如，与使用Ensaco作为单一添加剂的配方相比，使用50% Ensaco 250G/50% C-Therm 混合物的配方能够将体积电阻率降低四倍，”她说（图 1）。这反映在卓越的 EMI 屏蔽水平上（图 2）。

  在Orion Engineered Carbons公司，北美聚合物和电池市场经理Kevin Milks回顾了花了钱的人燃料价格和气候平均状态随时间的变化的担忧对电动汽车 (EV) 需求增加的影响，以及导电聚合物在实现电动汽车技术方面的作用。

  Milks说，去年，在他所在的地区，有迹象说明超过 50% 的购车者会考虑购买电动汽车。这一趋势不仅得益于燃料、气候和可持续性问题，还得益于电动汽车的日益普及，包括福特 F-150 卡车等极受欢迎的车型（电动F-150 Lightning即将今年春天上市发售）。

  导电热塑性塑料在提高电动汽车性能方面发挥着作用，但改性材料制造商也面临着一些新挑战。Orion Polymers 技术市场经理Vasanth Narayanan 说：“热塑性材料改性商很熟悉将炭黑和相关聚合物转化为导电材料，但这些电动汽车应用需要更高的炭黑剂量或更高表面积的炭黑才能产生电磁干扰 (EMI) 屏蔽性能。”

  Narayanan说，为了达到能防止在操作和充电过程中干扰周围电子设备的屏蔽效果，塑料盖的电阻率需要在1至500欧姆/平方之间。较高表面积的炭黑以较低的剂量产生较低的电阻率，但较高表面积的炭黑比传统的导电炭黑更难分散。

  “传统的导电炭黑不太适合EMI应用。超导电炭黑，例如Orion的 Printex XE2B，能轻松实现EMI应用，我们正在积极与改性商合作，对炭黑用量、混炼条件和机械性能来优化，”Narayanan说。

  来自芬兰Premix的Pre-Elec导电塑料系列包含炭黑，该公司称这是生产导电塑料可靠和具成本效益的方法。应用案例包括具有强度和柔韧性的柔性导管和管子。高级产品经理Anssi Aarnio说：“使用我们的导电塑料，即使在低温下，您也能保证导电性、高耐磨性、高弯曲寿命、耐用性、易加工性和柔韧性。”

  不受控制的静电释放 (ESD) 会破坏电子元件或在易燃环境中引起爆炸。对此类应用，Tisan工程塑料开发了一系列导电塑料，它们既可以有效的预防产生高电荷，也可以在它们电荷积累到危险水平之前将它们耗散。

  该公司表示，通常热塑性聚合物的表面电阻率为1012-1016ohms/sq。它开发了一系列改性塑料，表面电阻率在103-1012范围内，适用于挤出或注塑成型。

  图：Premix的导电 Pre-Elec改性塑料含有炭黑，拥有非常良好的机械性能和柔韧性。（图片来自：PREMIX）

  塑料中的导电性也可用于改善汽车行业的喷涂性能。非导电塑料部件不可以使用用于汽车金属部件的静电喷漆系统来进行喷漆，因此必须离线喷漆。这增加了成本并减慢了整个喷漆过程。“未解决这个问题，汽车零部件制造商应该明智地选择温度稳定的热塑性塑料牌号，并用导电添加剂对这些材料来改性。会常常使用到炭黑，添加量可能会很高，这会对机械性能和加工性能产生负面影响，”单壁碳纳米管生产商OCSiAl表示。

  该公司推出了一种新的单壁碳纳米管（它使用了术语“石墨烯纳米管”）浓缩物，用于 PA、填充PPS、ABS、TPU和PC。据称，新产品能为注塑件提供所需的导电性，在最终系统中有0.1%的重量就开始起作用。“这种方法使制造商能够优化喷漆工艺并降低最终生产所带来的成本，”该公司表示。

  据OCSiAl称，Tuball Matrix 822 的加入可在105–109ohm·cm范围内产生永久且均匀的导电性，没有“热点”，同时保留原有的关键机械性能，如耐久性和强度，并将对主体聚合物基材的影响降至最低。“此外，石墨烯纳米管的 0.1-0.3%重量的低添加量对流变性能和可加工性的影响有限。”

  “石墨烯纳米管的起效添加量明显低于多壁碳纳米管（MWCNT）所需的1-5 %重量，它通常为0.1-0.3 %重量，” OCSiAl 集团热塑性塑料开发和支持负责人 Christian Maus说。“这带来了许多好处。我们客户的反馈表明，Tuball 石墨烯纳米管可用于制备具有整体高机械性能的改性材料，并且与使用MWCNT的产品相比，它更容易成型复杂部件。”

  OCSiAl的碳纳米管已经在汽车车身部件中得到商业应用。俄罗斯改性材料制造商R&P PolyPlastic使用OCSiAl的Tuball Matrix 826牌号开发了Armamid导电玻璃填充PA66，其导电率范围为106至108Ω cm。自去年以来，一种导电 Armamid 改性塑料被用来生产GAZ Gazelle NN轻型商用卡车的在线涂漆挡泥板。

  位于乌普萨拉（Upsalla）的瑞典Graphmatech公司正在开发一系列导电母粒和含有石墨烯的改性塑料，用于注塑成型、挤出和FFF 3D打印应用。其聚合物部门的业务开发经理Torkel Nord Bjärneman表示，该公司早在2017年在乌普萨拉大学，研究员Mamoun Taher就发明了Aros石墨烯，他将其描述为一种独特的石墨烯混合材料。

  据该公司称，当大规模生产时，纯石墨烯中的单个单层原子厚度层倾向于粘在一起，使该材料更像石墨。据说Aros Graphene的设计目的是通过加入特殊设计的“分离器”分子来防止这样的一种情况发生。

  Graphmatech自己生产部分石墨烯，并外包其他牌号的石墨烯。“我们利用强大的石墨烯供应商供应链，因为有许多不同形式的石墨烯具有不一样的最终应用，”Bjärneman说。“我们一般使用专利工艺技术在内部对薄片进行功能化，以使石墨烯薄片与聚合物相容，并避免薄片重新聚集。”

  Bjärneman说，对于聚合物-石墨烯配方，它使用“具有一定平均厚度、横向尺寸和层数的几层石墨烯薄片”。这些薄片是使用石墨作为原料生产的。

  “当我们谈论额外的好处时，我们一般会谈到多功能性，因为石墨烯能应用于机械、热性能和可加工性与电气性能都很重要的场合，”他说。

  “我们能够正常的看到石墨烯在比炭黑更低的浓度下达到渗透。这在某种程度上预示着需要更少的石墨烯来实现炭黑的耗散特性。在炭黑开始表现出耗散特性的浓度下，石墨烯就已确定进入导电区域。这开启了除静电耗散之外的更多可能性，”Bjärneman声称。

  他说：“当然，成本是材料研发人员关心的问题。我们分析了每公斤改性塑料增加的成本，发现如今我们销售的解决方案的附加成本与使用碳纳米管的解决方案差不多。而一旦需求增加，产量增加，我们预计附加成本就变成与高导电炭黑差不多了，这将开辟更多应用。”

  Avanzare Innovacion Tecnologica公司将石墨烯和其他纳米颗粒用于其AvanShield系列EMI/RFI屏蔽化合物。这家西班牙公司表示，这些化合物含有多种由石墨烯和其他纳米添加剂增强的功能性添加剂，并提供1S/m范围内的电导率。它们还吸收频率范围为100Hz至8GHz的电磁波。

  总部位于比利时的Nanocyl公司制造多壁碳纳米管 (MWCNT) 已有约20年的历史，声称其NC7000是 ESD塑料行业的市场标杆。它例举了种类非常之多的在各种媒介中的NC7000分散体，这中间还包括Plasticyl系列聚合物基产品，包括母粒。

  Nanocyl公司最近一直很看重开发用于3D打印长丝挤出的基于各种聚合物的材料。它现在有几种专用的Plasticyl产品可适应FFF技术的加工规范。电阻率可以在 10 到 109ohm.cm左右的范围内调整。

  该公司美洲技术销售经理Alicia Rul列举了升级后的Plasticyl ABS作为当前发展的例证。“性能优于“标准注塑等级，”她说，“通过熔融沉积成型方法打印的部件的导电性和机械性能优于通过注塑成型的部件。” 结果如图 4 所示。

  总部位于荷兰的CarbonX公司表示，它有新多个方面数据显示其产品（也称为CarbonX）可以为性能增强塑料提供制造商实现真正可循环性并遵守即将出台的欧盟法规所需的可回收性。

  CarbonX由纳米级碳丝组成，这些碳丝通过化学连接形成三维微米级网络。该公司将这种添加剂描述为“纳米结构的性能与微米级材料的可加工性之间缺失的链接”。

  该公司表示，新颖的CarbonX结构使其能以新的方式结合塑料的特性，提供“解锁新设计可能性的关键，从而提供高性能和更大的可持续性。”

  虽然在新产品中强制使用消费后回收塑料的压力在包装行业最为强烈，但CarbonX表示，未来立法的重点“将不可避免地扩展到所有塑料应用”。

  他们最近对CarbonX添加剂进行了测试，目的是确定含有该添加剂的改性塑料在回收后还保持多少初始性能。将含有 45% CarbonX的PP性材料重新加工10次来模拟回收过程，并在每个循环后测量其性能。CarbonX首席技术官Daniela Sordi说：“我们用高添加量来测试CarbonX的极限，因为高添加量会增加工艺流程中的剪切，从而更难保持性能完整。”

  结果发现，体积电阻率在材料中基本保持不变。E模量和屈服应力的稳定性显示，即使在10个循环之后，强度也得以保留（图 5）。

  纯聚合物的抗冲击性下降了80%，可见回收过程对聚合物本身造成的损害有多大。然而，含CarbonX的改性塑料表现出能保留高得多的抗冲击性。

  “CarbonX同时提供更高的抗冲击性和强度，并将它们转化为更好的耐用性，通过提高加工能力和可回收性来提升产品的整体可持续性，”Sordi说。用CarbonX替代传统填料将允许将更大量的回收改性塑料重新引入生产的全部过程——这使得从现在开始而不只是在未来，投资于闭环回收、实现真正的循环并极大地提升产品的可持续性变得更具成本效益。”

  Hans Miltner为生产再生碳纤维的Apply Carbon（Procotex 的一个部门）提供技术市场和业务开发服务。在他今年1月撰写的一份报告中，他讨论了对可持续原材料一直增长的需求，以及新冠疫情的影响。

  他重点提到了近期原材料价格的快速攀升、集装箱运费创历史上最新的记录、关键战略产品的交货时间延长等因素为高质量回收产品创造了新的机会，高质量回收可以缓解原始材料出现的供应瓶颈。此外，他还提到了在低碳能源和低碳旅行发展方面正在进行的大规模投资，以及向循环经济模式的转变。

  图：塑料部件通过利用高质量再生碳纤维取得了高机械性能和可调电气性能。（图片来自：APPLY CARBON）

  Miltner说，这对碳纤维行业产生了相当大的影响。在目睹了疫情初期空运需求突然下降到接近于零的水平后，今天对碳纤维的需求达到了创纪录的水平。他说，这不仅是由于航空业的兴起，还因为出现了新的需要轻质和坚固（风能）以及导电（电动汽车）材料的终端市场。

  “由于以上因素，原生碳纤维的价格很高，交货时间很长且目前的产能紧张，因此工业碳纤维废料和报废碳纤维废料的增值机会比以往任何一个时间里都大，”Miltner说。

  他说，Apply Carbon产品所需的特性是强大的机械性能（强度和刚度）以及定制的电气特性（抗静电、导电、电磁干扰 (EMI) 屏蔽）——且通常是两者的结合。

  鉴于这种日渐增长的市场驱动力，并为了巩固其在再生碳纤维产品中的地位，该公司于2021年进行了一系列战略投资。这中间还包括收购总部在英国的ELG 碳纤公司的短碳纤维业务（ 现在是Gen 2 Carbon）。它现在还在法国 Plouay拥有一个15600平方米的新工厂，其他的还有90000平方米可用于未来的扩建。针对改性，全系列的裂解和非裂解、浸润、切割、磨粉和造粒的再生纤维现在都可以在品牌名称Carbiso下找到。

  Miltner表示，Apply Carbon看到了对能够赋予塑料不同程度导电性的新型可持续且具有成本效益的材料解决方案的需求一直增长，特别是在汽车和通用电子科技类产品领域。该公司现在提供一系列基于“中等模量”碳纤维的再生碳纤维产品，经过磨粉、切割或造粒，并用适当的浸润剂来赋予与基体聚合物必要的相容性。

  该公司表示，这些中等模量碳纤维比其标准模量对应牌号具有更加好的刚性，但本质上导电性也更强，在聚合物基材中纤维含量低的情况下，通常更快地形成导电“渗透”网络（当基体中的导电纤维或填料非间接接触时会发生渗透，其特点是电导率飞速增加）。

  “有了这些，客户现在可以在低至10 %重量的纤维含量下达到所需的电导率水平，而常规的’标准模量‘纤维可能需要高达30 %重量的纤维含量，”Miltner说（图 6）。

  Apply Carbon还看到对有更好性能的3D打印材料（尤其是FFF生产技术）的需求一直增长。它说，FFF 3Dprint 技术的一个问题是，较长的纤维会在制作的完整过程中引起更高的粘度并且喷嘴堵塞的风险更高，这是大家不想看到的。“因此，关键是使用在固有性能、纤维长度分布和在基体聚合物中的分散性方面提供最佳折衷的碳纤维等级，”该公司表示。它现在为该行业提供一系列具有中等纤维长度和窄纤维长度分布的等级。

  意大利改性塑料公司Lati最近分拆出一个名为Lati 3DLab的子公司，致力于设计和制造适合FDM 3D打印的特殊热塑性复合材料。在最近开发的牌号中，导电材料已被证明可成功应用于打印医疗、电子、机器人和传感器的导电设备。

  碳纳米管和结构炭黑的组合使用使该公司能够将PLA基高分子复合材料的电阻率降低到10Ω 以下，同时提供均匀的性能好的电性能各向同性。通过开发包含非熔融弹性组分的多相基质，物理性能得以保持。

  Filoalfa以Alfaohm的名称销售的丝材已被墨西哥Tecnologico de Monterrey大学用于3D打印床旁医疗设施的导电传感器。经过表面蚀刻和碳活化后，该传感器能够传输来自电分析传感装置的电信号，用于检测是不是真的存在特定化学物质。

  导电3D打印复合材料的性能令人兴奋，随之一道的是快速的制造时间、快速切换到量身定做的解决方案以及极具竞争力的底线成本，尤其是涉及一次性部件时，”Lati集团技术上的支持和营销总监Luca Posca说。“这些优势可能为混合动力或电动汽车、锂离子电池、电动驱动微流体和太阳能电池的超级电容器等创新应用迈出了成功的一步。

  图：几家导电添加剂供应商正在瞄准 FFF 3D 打印丝材的应用。（图片来自：APPLY CARBON）

  LehVoss集团现在在它的Luvocom ESD产品线中提供高度创新的非碳改性耐高温热塑性ESD改性材料，基材是PEI、PPS和PAEK等聚合物。能够最终靠改变添加剂、增强剂和混炼技术来调整每种应用的机械和电气性能（该公司没有透露它使用了哪些添加剂）。电导率范围通常为106至109欧姆，并且声称在所有三个平面上都具有均匀的电导率，从而可预测终端零件的性能。据说这些材料还具有高冲击强度，可用于恶劣环境中的外壳。

  定制聚合物材料业务部营销总监Thomas Collet表示，基于碳纳米管和选定的碳纤维以及矿物等添加剂的使用，能够给大家提供其他具有高强度和刚度的产品。“通过将这些技术与特殊纤维（钢和碳）相结合，我们开发了一系列EMI屏蔽改性塑料，”他说。

  生产基于从聚烯烃到高端工程塑料的聚合物并使用各种导电添加剂的导电塑料是专业定制改性塑料制造商Witcom的关键优势，Witcom是威腾堡（Wittenburg）的集团成员。导电塑料业务发展经理 Christine Van Bellingen说：“我们很习惯于在荷兰和中国的工厂中与导电炭黑配混来生产有色导电材料，但也可以再一次进行选择永久性抗静电添加剂。”

  她说：“去年，我们满足了多项需求：要满足严格的ATEX要求（黑色或彩色材料），还要具有高冲击、良好的阻燃性和紫外线稳定性等等，它们大多数都用在防护设备和压缩气体的安全处理。”

  Van Bellingen表示，Witcom预计，由于电动汽车和轻量化大趋势的增长，EMI屏蔽塑料将获得动力。“然而，依据市场风向标，较老的传统EMI屏蔽塑料解决方案在替代金属方面吸引力不足，因为它们过于昂贵或基于非环保添加剂，”她说。

  “我们开发了具有成本效益、无毒的EMI屏蔽塑料，可以匹配高频下的高衰减（4至40 GHz 之间高达100 dB）和低频下的中等衰减（1 kHz 至2 MHz 之间高达30 dB），”她补充说，这一些数据基于PA6改性塑料和2毫米厚的样品。改性塑料可用来生产与新的电动汽车目标相匹配的轻质外壳，屏蔽效果为40至60 dB。

  导电材料是指专门用于输送和传导电流的材料，通常具有高电导率，使电荷能够在材料中快速传输。在低压电气联接与保护领域，金属材料是最常见的导电材料之一，常见的金属导体有铜、铝、银等，它们具有高电导率和良好的导电性能，因此被大范围的应用于电气和电子设备中。

  考虑到导体的价格和导电性能，目前最常用的为铜导体，导电系数以铜为标准(100%)，各材质导体比较如下表：

  由上表可知，铜的导电率较佳，适用性能广，成本较低，还可在其表面镀锡，利于焊接，并有抗氧化作用(指与空气中氧气结合氧化，故而应用场景范围最广。

  （1）导电率：以20℃时长度为1m、截面积为1mm²的标准软铜线 ohm)为基准，称为100%导电率。电阻愈大，则导电率愈低，两者成反比例。

  （3）耐弯折性：单线之一端固定，另一端加上重量使垂直向下，然后来回180°弯折，直至线断为止，弯折次数愈多，表示耐弯折性愈强。

  此外，导体在温度不同时会有不同的阻抗，一般常以20℃或25℃时为标准，温度愈高，阻抗会愈大。

  铜分为很多种，有黄铜、紫铜、磷青铜、T2铜、标准电解铜、无氧铜等，不一样的材质的铜导体在导电性能上有所不同。

  （1）黄铜：由铜和锌合金组成，大致比例7：3，黄铜强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强，但由于锌的电阻率较大，因此黄铜相对来说导电性能较低；

  （2）紫铜：也称红铜，是工业纯铜，因其具有玫瑰红色，表明产生氧化膜后呈紫色，故一般称为紫铜，导电性能仅次于银；

  （3）磷青铜：磷青铜是铜、金、磷等元素的合金，具备优秀能力的力学性能、耐腐蚀和抗老化性能和导电性能，大范围的使用在小型导电金属件含铜量99.5%以上；

  （4）T2铜：指的是铜银合金，其中铜的铜+银元素含量99.95；

  （5）标准电解铜：电解指的是其生产的基本工艺，标准电解铜含有99.99％纯铜，拥有非常良好的导电性能；

  （6）无氧精铜：是指除了铜含量达到这个标准以外，氧的含量至少低于100ppm，它是一种最佳的电导体。

  在机柜PDU（Power Distribution Unit，电源分配单元）制作的完整过程中，使用不相同材质的铜导体会影响产品的导电性能和其他属性。作为中国PDU行业的开创者和领导者，从2001年企业成立伊始就融合国内外先进的技术，不停地改进革新自主产品早在2003年就开发了中国市场上第一款专门用于机柜安装的电源插座专利产品,这也是国内最早的PDU产品。

  新一代同为科技（TOWE）机柜PDU产品秉承北京同为20年电源安全联接专业积淀，集国际国内PDU之大成，在PDU导体材料的选择上，综合不同铜材料的优点，让产品性能达到最优，如PDU内部导体部分采用一体化加宽加厚优质磷青铜材料，整体冲压成型，连接牢靠，具有很强的耐磨性、高导电率、低温升、安全节能等特点；电源线线缆部分则采用无氧精铜材料，既有不错的柔韧性和耐磨性，又具有低发热、电阻小的优点。

  同为科技（TOWE）模块化X-PDU与智能化I-PDU产品现已登陆京东商城“TOWE旗舰店”，下单购买优惠不断，同为科技（TOWE）专注终端设备电气联接与保护领域22年，始终致力于为客户提供最优质的、安全的末端供电保障。

  ABS 金发SP100-SF* NC001 产品特性：注塑，金属纤维，电磁屏蔽，应用通讯，安防，汽车部件等。

  PC SP200-SF* NCO01 产品特性：注塑，金属纤推、电磁屏蔽，应用电子电器、通讯、安防、汽车 。

  PA6 SP60*-SF*NC001 产品特性： 注塑，会属纤维，电磁屏蔽， 电子电器、通讯、安防、汽车。

  PA66 SP60*-CG* 产品特性： 注塑 碳纤维、电磁屏蔽、应用 汽车、通信设施等 。

  SEBS SP55-SF* NC001 产品特性：注塑，金属纤维，电磁屏蔽，应用电子电器，通讯，安防，汽车

  PP SP100-C** 产品特性：碳纤维增强，导电，易成型，低成本。应用汽车零部件，家具等。

  ABS SP100-C**FR 产品特性：碳纤维增强，导电，阻燃。应用电子电器，办公系统 ，乐器等。

  ABS SP100-CG** 产品特性：碳纤维增强，导电，易成型。应用电子电器，办公系统等。

  ABS SP7100-CG** 产品特性：碳纤维增强，导电，易成型，应用电子电器，办公系统，乐器等

  PC SP200-Cxx 产品特性：碳纤增强，导电、刚性、良物性。 应用电子电器、ESD

  PC SP200-CxxFR 产品特性：碳纤增强、导电、阻燃 。应用电子电器、ESD

  PC SP200-Cxx XTFE 产品特性：碳纤增强、导电、耐磨。应用电子电器、ESD

  PBT SP400-Cxx 产品特性：碳纤增强、导电、良外观 应用电子电器、ESD

  PBT SP400-CGxx 产品特性：碳纤复合增强、导电。应用电子电器、ESD

  PA6 SP600·Cxx 产品特性：碳纤增强、导电，高强度高刚性。应用汽车、电动工具，无人机等

  PA6 SP600-CGxx 产品特性：碳纤复合增强、导电、高强度高刚性 。应用汽车、电动工具等

  PA6 SP600-Cxx FR 产品特性：破纤增强、导电、阻燃 。应用汽车、电动工具、无人机等

  PA66 SP601-Cxx 产品特性：碳纤增强，导电、高强度高刚性 。应用电动工具、体育器材、汽车、无人机等 。

  PA66 SP601-CGxx 产品特性：碳纤复合增强、导电、高强度高刚性 。应用汽车、电动工具等

  PA66 SP601-Cxx FR 产品特性：碳纤增强、导电、高强度高刚性阻题 。应用电子电器、电动工具、汽车 。

  PA66 SP601-Cxx XTFE 产品特性：碳纤增强、导电、高强度高刚性耐磨 应用电子电器、电动工具、汽车 。

  PPE SP7200-Cxx 产品特性：碳纤增强、导电，高耐热性。应用IC托盘等

  PPS SP3200-Cxx 产品特性：碳纤增强。导电、高耐热性、尺寸稳定性 应用马达、电动工具等

  TPU SP57-Cxx 产品特性：破纤增强、导电、高初性 。应用汽车零部件 。

  TPU SP57-Cxx XTFE 产品特性：碳纤增强、导电、耐磨 应用汽车零部件。

  PP SP1100-Exx 产品特性：注塑、注塑/挤出、永久抗静电 。应用托盘、电子包装、周转箱等

  ABS SP100-Exx 产品特性：注重、永久抗静电 。应用托盘、包装等

  PS SP15-Exx 产品特性：注塑、永久抗静电、无麻点 。应用载带、电子包装等

  PC SP200-Exx 产品特性：注塑，永久杭静电。应用载带、电子包装等

  PA SP600-Exx 产品特性：注塑、永久抗静电 。应用办公设备、安防等

  PPE SP7200-ExX 产品特性： 注塑、永久抗静电 。应用电子包装等

  PS SP15-Nxx 产品特性：注塑、永久抗静电、洁净 应用载带、电子包装等

  PC SP200-Nxx 产品特性：注塑、永久抗静电、洁净 应用载带、电子包装等

  PA SP600-Nxx 产品特性：注塑、永久抗静电、洁净 应用办公设备、安防等

  PPE SP7200-Nxx 产品特性：注塑、永久抗静电、洁净 应用电子包装等