●石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能,且長徑比較大。
●石墨烯添加到塑料中后,能使塑料的熱導(dǎo)率提高10倍以上。
●石墨烯的機械強度是鋼的100倍,可極大提高塑料的機械性能。
●石墨烯表面改性后可附加不同的基團,做出智能材料。
CPRJ&SPE新材料高峰會的腳步越來越近,籌備工作已進入緊鑼密鼓的準備階段。這是一場匯聚國內(nèi)外添加劑與改性塑料行業(yè)精英的年度盛會,許多行業(yè)大咖已確認參加論壇。
國家“千人計劃”海外特聘專家、濟寧利特納米技術(shù)有限責(zé)任公司董事長侯士峰博士屆時將帶來《石墨烯在高分子復(fù)合材料及汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前瞻》的主題報告。會前,CPRJ特約專訪侯士峰博士,侯博士就石墨烯為塑料行業(yè)帶來的發(fā)展契機以及當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化研究方向分享了見解,讓我們先來一睹為快。
侯士峰表示,石墨烯本身具有優(yōu)異的熱、電、機械性能,添加到塑料中能全面提高塑料的性能,并賦予塑料新的功能。
“塑料行業(yè)可以充分利用石墨烯的功能特點,開發(fā)出特殊性能的功能塑料,擴大塑料的應(yīng)用利用,使傳統(tǒng)的五大通用樹脂與五大工程塑料的性能進一步提升,達到通用塑料工程化、工程塑料高性能化的目標(biāo),并且使塑料的附加值進一步提高,給塑料行業(yè)帶來新的利潤增長點,推動傳統(tǒng)塑料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,促進新舊動能轉(zhuǎn)換。”侯士峰說。
對于石墨烯的產(chǎn)業(yè)化及研究方向,侯士峰認為主要在防靜電功能塑料、導(dǎo)熱功能塑料、高強度塑料、高氣體阻隔塑料、高離子選擇透過塑料膜五個方面,石墨烯將大展身手。
防靜電功能塑料
塑料本身是絕緣材料,表面電阻高達1013Ω以上,限制了其在防靜電、導(dǎo)電等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能,且長徑比較大,填充到塑料基體中,可得到高電導(dǎo)率低逾滲濃度的塑料。目前山東魯泰控股集團的導(dǎo)電PVC母料的表面電阻能從101~1010Ω的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),就是利用了石墨烯的電導(dǎo)率高的性能,在提高電性能的同時,機械性能、熱穩(wěn)定性也極大的提高。
導(dǎo)熱功能塑料
塑料的熱導(dǎo)率很低,因此限制了其在導(dǎo)熱領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。石墨烯-塑料之間的界面耦合作用及石墨烯本身的熱導(dǎo)率決定了石墨烯改性塑料的導(dǎo)熱性能。石墨烯添加到塑料中后,能使塑料的熱導(dǎo)率由0.1~0.5W/m·K,達到5~10W/m·K,提高10倍以上,使塑料可應(yīng)用于LED燈的散熱件、汽車散熱件、電子電器散熱殼體等領(lǐng)域,取代部分的金屬鋁等常用散熱材料,推進器件的輕量化,擴展塑料的應(yīng)用領(lǐng)域。
高強度塑料
石墨烯的機械強度是鋼的100倍,可極大提高塑料的機械性能。普通的泡沫塑料EPS機械強度較低,限制了其部分應(yīng)用領(lǐng)域。石墨烯作為添加劑添加到EPS中,其機械強度提高2倍以上,目前已經(jīng)有石墨烯在發(fā)泡塑料領(lǐng)域的應(yīng)用,并且應(yīng)用于包裝、軍工等領(lǐng)域。也有利用石墨烯的高強度特性,開發(fā)新型的石墨烯汽車,使用石墨烯復(fù)合塑料做為汽車的骨架及結(jié)構(gòu)件,大幅降低汽車的重量,節(jié)省能源。
高氣體阻隔塑料
石墨烯是二維片層結(jié)構(gòu)材料,具有超大的比表面積,并且對氣體分子具有優(yōu)異的阻隔性,添加到塑料中以后,形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)給氣體擴散提供了彎曲的通道,延長了氣體擴散路徑,可大幅度提高塑料的氣體阻隔性。在塑料密封領(lǐng)域,添加石墨烯可開發(fā)出耐一定壓力的塑料密封圈、密封件。
離子選擇透過塑料膜
石墨烯表面改性后可附加不同的基團,通過特定基團的選擇與排列,做出智能材料。如:可透過水但不可透過油的膜,可實現(xiàn)油水分離,應(yīng)用于油污處理等領(lǐng)域。可透過水但不可透過金屬離子的膜,應(yīng)用于工業(yè)污水處理、海水淡化、鹽化工等領(lǐng)域。(文章來源于網(wǎng)絡(luò))