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石墨烯复合料技术取得重大突破:美国TLC公司开发出一种直接将石墨加入塑料生产石墨烯复合料的技术

发布时间:2020-9-28 9:44:30      阅读143

  美国罗格斯大学成功研发直接用石墨加入塑料制成石墨烯复合料的方法,后授权予TLC Products Inc. 开发生产。经过三年的研发,TLC成功地开发出一套商业化量产制程。今年十月份首台量产机开始生产,从此开启了大量使用石墨烯复合料的新纪元。


  根据T L C公司创始人及执行长张大朋(Charles Zhang) 先生介绍,该技术可不用氧化石墨烯而直接用石墨来生产石墨烯复合料,这在生产石墨烯复合料技术上是一个极大的突破。它将石墨烯复合料的成本降低到大众化,且普遍适用于各种塑料产品。
  TLC公司石墨烯复合料的制程有下述优点:
  1. 成本 — 石墨的价格每公斤约RMB 10元。它与一般塑料的价格差不多,加工费用每公斤约RMB 4元。
  2. 产量 — 目前量产机每天可以生产1 - 2公吨的复合料, 即每年300 - 600公吨。如果需要增加产量,可以增加机台数目。未来每台量产机可以达到每天生产10到20公吨的复合料,即每年3000到6000公吨。
  3. 质量 — 此量产机为连续性生产,质量稳定,可以重复生产同一规格的复合料。石墨的添加量在1%到30%范围内,同时石墨烯剥离的程度是可控的。另外,该量产机可定制化生产特定石墨和石墨烯添加量的塑料产品。
  4. 均匀度 — 在制程中,石墨烯不断由石墨剥离出来,而后立即与液态的塑料混合。这可以有效防止石墨烯团聚,保证石墨烯在复合料中均匀分布。
  5. 性能 — 采用一定的工艺将石墨烯分裂成小片径,其周边碳原子的自由基电子与附近的塑胶分子结合成共价键,使得石墨烯与塑胶分子牢牢结合,有效避免石墨烯发生团聚,同时保证使用过程中石墨烯不会单独分离出来。这项技术将复合料的硬度增加到200%甚至到500%。
  6. 环保 — TLC制程不会造成环境污染,同时可以通过降低塑胶的使用量进而减少塑料回收。

 

  TLC公司生产的石墨烯复合料应用广泛
  TLC石墨烯复合料可以与任何塑料做成复合料并增强其性能,可广泛应用在各个行业。例如:
  1. 汽车 — 传统内燃机(ICE)汽车不断地改用塑料取代金属部件,而廉价的石墨烯复合料可以帮助内燃机汽车实现部件的更新换代。对于电动车(EV)而言,轻量化极为重要,使用石墨烯复合料的“全塑料”电动车将指日可待。
  2. 橡胶 — 如何降低轮胎的磨损率及增加运动鞋的耐用率是当前的课题。低成本的石墨烯复合料可以加速在这方面的进展。
  3. 下水管 — 塑胶水管正不断地取代传统金属或混凝土水管,但因硬度情况而使用受限。石墨烯复合料不但可增加它的硬度,而且可以吸收紫外线延长塑料的使用寿命。一旦成本问题解决,未来将实现大规模应用。
  4. 栈板台 — 因木质栈板台易坏且存在卫生问题,所以塑胶栈板台逐渐普及,但因硬度不够使得使用范围受限。而石墨烯复合料栈板台硬度高、成本低、可回收重复使用,未来替代传统栈板台已成趋势。
  5. PET — TLC开发出一种在高温高湿度下可以抗水解性的PET,其性能被提升到工程塑胶。因此可以使用回收PET料应用在汽车等行业。
  6. 3D打印 — 石墨烯复合料可提高3D打印件的硬度,从而使3D打印应用于更多领域。
  7. 还可广泛应用于其他领域包括不限于塑胶螺丝,球轴承,运动器材,PS 发泡,导热,导电,机油,油漆等。
  同时,TLC公司将出席今年在上海大学举办的2020中国国际石墨烯创新大会,并在17号上午的智能制造论坛做报告,欢迎各界人士莅临指导。未来TLC将在国内设立石墨烯复合料研发中心及生产基地,同时寻求合作公司授权生产相关产品,共同合作开发石墨烯复合料的应用产品。
  来源:石墨烯联盟

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