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11月21日，中國合成樹脂供銷協(xié)會(huì)主辦的2019即墨石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇在山東青島即墨召開。來自國內(nèi)外100多位專家代表參與了此次會(huì)議，與會(huì)專家表示，現(xiàn)階段石墨烯在高分子材料中的應(yīng)用初露頭角，隨著高分子材料市場需求變化，將來有更大的應(yīng)用潛力。

應(yīng)用范圍廣泛

“石墨烯微片在復(fù)合材料中應(yīng)用具有低滲濾、耐磨、潤滑、光澤、高強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)方面，石墨烯可以加入到聚氨酯、尼龍、聚苯硫醚、聚甲醛、聚丙烯、聚乙烯等材料中改善其耐熱性。此外，石墨烯的加入，還可以提升工程塑料的導(dǎo)熱性、耐候性、阻隔性、導(dǎo)電性等。

石墨烯很大程度上起到工業(yè)味精的作用。常州第六元素材料科技股份有限公司賈云龍表示，石墨烯目前在非樹脂材料領(lǐng)域，應(yīng)用于金屬基復(fù)合材料、儲(chǔ)能、導(dǎo)熱膜、傳感器等非樹脂領(lǐng)域;在樹脂領(lǐng)域，應(yīng)用于功能涂料、橡膠、塑料管材、樹脂合成纖維等領(lǐng)域。

改性效果顯著

威海云山科技有限公司使用石墨烯生產(chǎn)聚脲涂料，公司 技術(shù)總監(jiān)程瑾寧介紹，石墨烯和石墨烯微片結(jié)構(gòu)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，大幅度提高涂層防腐蝕能力。

“與純的環(huán)氧樹脂相比較，添加了適量石墨烯的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料表現(xiàn)出了比較高的力學(xué)性能及較低磨損率?！碧旖蚬I(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授耿宏章如是說。

導(dǎo)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(zé)任公司副總經(jīng)理、高級工程師賈義軍說：“目前市面常見的以無機(jī)填料作為填充材料會(huì)導(dǎo)致材料獲得導(dǎo)熱性缺陷，即添加量大量通常填料實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱性后，材料的機(jī)械性能會(huì)大幅下降。石墨烯通過填充、增強(qiáng)、阻燃等復(fù)合改性技術(shù)和工藝手段實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)熱性能的同時(shí)，材料的機(jī)械性能不降低或不會(huì)大幅度降低。”

市場潛力巨大

電子元器件的發(fā)展趨勢給化工材料提出了新要求。賈義軍表示，近些年，隨著電子機(jī)械高性能化、機(jī)械復(fù)合化，元器件向 “小型化和便攜式”方向發(fā)展，帶來了電子部件的放熱量大。以樹脂為原材料的改性塑料注塑成型制造的部件，已經(jīng)不能滿足散熱的要求。開發(fā)新型導(dǎo)熱復(fù)合材料已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。石墨烯本身具有高導(dǎo)熱性、比重輕、納米效應(yīng)，作為填充型高導(dǎo)熱塑料的填充材料有很大應(yīng)用潛力。

據(jù)了解，市場調(diào)研報(bào)告《THERMALLY CONDUCTIVE PLASTICS MARKET》指出，隨著LED燈、輕型散熱器、電動(dòng)汽車、醫(yī)療設(shè)備和輕型汽車對塑料的需求增加，到2021年導(dǎo)熱塑料市場預(yù)計(jì)將達(dá)到2.551億美元，前景可觀。

其中，仍有一些技術(shù)需要突破。賈義軍指出，批量低成本制備高品質(zhì)石墨烯材料，以及對石墨烯進(jìn)行可控功能化處理提高其在聚合物中的分散性仍具有挑戰(zhàn)性。復(fù)合材料中石墨烯與聚合物之間相互作用機(jī)理也需要進(jìn)行探討，并使之系統(tǒng)化、理論化，以減少相關(guān)研究工作的盲目性。同時(shí)，還要進(jìn)一步考察石墨烯填充高導(dǎo)熱塑料導(dǎo)熱性能的影響因素，繼續(xù)深化該材料導(dǎo)熱性能的研究。

賈云龍表示，石墨烯在纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合材料和熱塑性材料中也有很大的應(yīng)用潛力，主要有三方面：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(jī)械性能，還可增加回收次數(shù);二是用于航空航天用碳纖維復(fù)合材料的薄層預(yù)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(dǎo)熱性和機(jī)械性能的提升。

中國合成樹脂供銷協(xié)會(huì)副理事長何翔表示，希望以此次會(huì)議為契機(jī)，搭建石墨烯企業(yè)與合成樹脂企業(yè)的長效交流互動(dòng)平臺(tái)，下一步將為兩個(gè)行業(yè)的企業(yè)提供更多的交流機(jī)會(huì)。