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• 石墨烯：高分子材料應用初露鋒芒
• 發(fā)布時(shí)間：2019-12-17 瀏覽次數：13
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  在近日于青島即墨召開(kāi)的由中國合成樹(shù)脂供銷(xiāo)協(xié)會(huì )主辦的2019即墨石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上，與會(huì )專(zhuān)家表示，現階段石墨烯在高分子材料中的應用已初露鋒芒。隨著(zhù)高分子材料市場(chǎng)的需求變化，石墨烯未來(lái)將有更大的應用潛力。
  
  應用范圍廣泛
  
  石墨烯很大程度上可起到工業(yè)味精的作用?！笆┪⑵趶秃喜牧现袘镁哂械蜐B濾、耐磨、潤滑、光澤、高強度等優(yōu)勢?！比A僑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授陳國華表示，在工程塑料增強方面，石墨烯可以部分替代炭黑、二硫化鉬、碳纖維、碳納米管、氧化鋁等;在耐熱性增強方面，石墨烯加入到聚氨酯、尼龍、聚苯硫醚、聚甲醛、聚丙烯、聚乙烯等材料中可改善其耐熱性。此外，石墨烯的加入還可提升工程塑料的導熱、耐候、阻隔、導電等性能。
  
  常州第六元素材料科技股份有限公司賈云龍也表示，目前在非樹(shù)脂材料領(lǐng)域，石墨烯主要應用于金屬基復合材料、儲能、導熱膜、傳感器等;在樹(shù)脂領(lǐng)域，石墨烯應用于功能涂料、橡膠、塑料管材等。
  
  改性效果顯著(zhù)
  
  使用石墨烯生產(chǎn)聚脲涂料的威海云山科技有限公司技術(shù)總監程瑾寧介紹，石墨烯和石墨烯微片結構能夠在涂層中形成層疊的屏蔽層，有效阻擋腐蝕介質(zhì)滲透，大幅提高涂層防腐蝕能力。
  
  “與純的環(huán)氧樹(shù)脂相比較，添加了適量石墨烯的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料表現出較強的力學(xué)性能及較低的磨損率?！碧旖蚬I(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授耿宏章介紹說(shuō)。
  
  在導熱領(lǐng)域，石墨烯作為填充劑具有明顯優(yōu)勢。北京市化學(xué)工業(yè)研究院有限責任公司副總經(jīng)理、高級工程師賈義軍介紹說(shuō)：“目前市面常見(jiàn)的以無(wú)機填料作為填充材料會(huì )導致材料導熱性缺陷，即添加大量普通填料實(shí)現導熱性后，材料的機械性能會(huì )大幅下降。而石墨烯采用填充、增強、阻燃等復合改性技術(shù)和工藝手段實(shí)現高導熱性能的同時(shí)，材料的機械性能不降低或不會(huì )大幅降低?！?/span>
  
  市場(chǎng)潛力巨大
  
  電子元器件的發(fā)展給化工材料提出了新要求。賈義軍表示，近些年，隨著(zhù)電子機械高性能化、機械復合化，元器件向小型化和便攜式方向發(fā)展，產(chǎn)生了電子部件高放熱量的問(wèn)題。以樹(shù)脂為原材料的改性塑料注塑成型件已經(jīng)不能滿(mǎn)足這種散熱要求，開(kāi)發(fā)新型導熱復合材料成為當前研究的熱點(diǎn)。石墨烯本身具有導熱性高、比重輕等特點(diǎn)，作為填充型高導熱塑料的填充材料有很大應用潛力。
  
  市場(chǎng)調研顯示，隨著(zhù)LED燈、輕型散熱器、電動(dòng)汽車(chē)、醫療設備和輕型汽車(chē)對塑料的需求增加，2021年導熱塑料市場(chǎng)預計將達到2.551億美元，前景可觀(guān)。
  
  “但其中仍有一些技術(shù)需要突破?！辟Z義軍指出，批量低成本制備高品質(zhì)石墨烯材料，以及對石墨烯進(jìn)行可控功能化處理以提高其在聚合物中的分散性仍具有挑戰。同時(shí)復合材料中石墨烯與聚合物之間相互作用機理也需要進(jìn)行探討，并使之系統化、理論化，以減少相關(guān)研究工作的盲目性。此外，他還建議還要進(jìn)一步考察石墨烯填充高導熱塑料導熱性能的影響因素，繼續深化材料導熱性能的研究。
  
  賈云龍表示，石墨烯在纖維增強熱固性復合材料和熱塑性材料中也有很大的應用潛力。一是用于回收塑料的生產(chǎn)制造，引入石墨烯可以提高回收塑料機械性能，還可增加回收次數;二是用于航空航天領(lǐng)域碳纖維復合材料的薄層預浸料制造;三是用于高性能軸承襯墊的制造，引入石墨烯有望獲得襯墊耐磨性、導熱性和機械性能的提升。
  

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