0532-86652256
石墨烯的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的領(lǐng)域就是復(fù)合材料，因?yàn)閺?fù)合材料的產(chǎn)業(yè)體量非常大，應(yīng)用的范圍也非常廣泛。
在所有的工程塑料中，碳素高分子樹脂的綜合物性能是較好的，相同的原子結(jié)構(gòu)也使得碳素高分子樹脂也很容易與石墨烯混合，達(dá)到理想的剛性，韌性與散熱性。在我們初步的實(shí)驗(yàn)中，添加了千分之二點(diǎn)六的一至五層石墨烯，可以提高抗撞擊強(qiáng)度，剛性35%。在下一步的實(shí)驗(yàn)中我們將通過添加高純度，高比例的石墨烯粉末，以達(dá)到更高應(yīng)用層面的材料。
碳素高分子樹脂性能參數(shù)
| 密度 | 1.03 克/cm立方 | |
| 缺口沖擊強(qiáng)度（零下40度） | 100-400J/m （室溫） | 80-160 J/m |
| 屈服伸長率 | 5 %-10% | |
| 熱變形溫度 | 115-118 °C (Load : 18.5 kg/cm2) | |
| 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 | 165 °C | |
| 線性熱膨脹系數(shù) | 79.10-6 m/m/°C | |
| （根據(jù)配方、溫度、和發(fā)泡倍率的不同，物理性能會有所差異） | ||
材料性能
高分子樹脂配方原料著色效果好、力學(xué)性能優(yōu)異，可實(shí)現(xiàn)制品形狀的自由設(shè)計(jì)且成型周期自由調(diào)整。材料性能見上表。添加了石墨烯的碳素高分子樹脂材料除了擁有上表所描述的高力學(xué)性能外，還具有優(yōu)異的耐候性、耐磨性、表面涂飾性、電絕緣性、耐酸堿性及防水性。
上圖：石墨烯復(fù)合材料測試的樣品
高分子復(fù)合材料產(chǎn)品與其它材料產(chǎn)品性能比較
1.高分子復(fù)合材料材料的密度與ABS材料比較接近,比FRP、SMC兩種材料輕便。（重量輕)
2.高分子復(fù)合材料的拉伸性能優(yōu)于ABS ,但與FRP差距較大。
3.高分子復(fù)合材料材料的屈服應(yīng)變性能比其他三種材料要更為優(yōu)異。
4.高分子復(fù)合材料是一種輕質(zhì)的、兼具高強(qiáng)度和高韌性的優(yōu)異材料。
| 性能 | 密度g/cc |
拉伸強(qiáng)度(MPa) |
拉伸模量 (GPa) | 彎曲強(qiáng)度 (MPa) | 彎曲模 量,Ksi (GPa) | 屈服應(yīng)變 |
熱變形溫度℃ 18.5kg/cm |
板撞 擊(ft-lbs) |
| 材料 | ||||||||
| 高分子復(fù)合材料產(chǎn)品 | 1.03 | 46.8 | 1.9 | 70 | 1.88 | 4.7 | 119 | 34.1 |
| ABS | 1.05 | 29.6 | 1.9 | 52 | 1.81 | 2 | 78 | 6.6 |
| FRP | 1.43 | 72.3 | 8.08 | 92 | 6.07 | 1.3 | 15.9 | |
| SMC | 1.84 | 32.4 | 9.9 | 82 | 6.79 | 0.6 | 4.6 |
應(yīng)用領(lǐng)域
伴隨我國生活質(zhì)量的提高，以及海南國際旅游島和沿海發(fā)達(dá)地區(qū)的旅游設(shè)施規(guī)劃建設(shè)，未來幾年我國艦船行業(yè)將有一個(gè)較大的發(fā)展。目前，艦船所用的玻璃鋼材料剛性低不環(huán)保，而石墨烯復(fù)合材料屬于高剛性環(huán)保。
隨著水污染問題的日益嚴(yán)重，各個(gè)國家都出臺了相關(guān)政策，要求生活、生產(chǎn)污水自產(chǎn)自治、循環(huán)利用，因此對污水凈化槽的需求量劇增。目前，污水凈化槽多采用玻璃鋼制造，而玻璃鋼存在生產(chǎn)效率低、工作環(huán)境差，以及對環(huán)境污染嚴(yán)重等缺陷，因此一些發(fā)達(dá)國家已禁止使用玻璃鋼凈化槽。在這種情況下，急需一種材料來替代玻璃鋼，而石墨烯復(fù)合材料材料以其一系列的優(yōu)異性能引起了污水凈化槽應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)注：屬于“環(huán)境友好材料”；優(yōu)異的耐腐蝕性保證了其較長的使用壽命；高強(qiáng)度保證了其可承受足夠的水壓，可制備大型的、不同厚度的且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模塑產(chǎn)品；生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，降低了勞動(dòng)力成本。
氯堿生產(chǎn)過程中同時(shí)存在鹽水腐蝕、堿腐蝕、酸腐蝕和氯氣腐蝕等，成為腐蝕的重災(zāi)戶，而我國氯堿的年需求量達(dá)上千萬噸，因此急需防腐材料提高設(shè)備的抗腐蝕性，延長設(shè)備的使用壽命，保證安全穩(wěn)定的連續(xù)生產(chǎn)。氯堿裝置常用的材料有碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、銅及銅合金、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金等，碳鋼和鑄鐵價(jià)廉易得，但耐腐蝕性差，其他金屬又價(jià)格昂貴。相比之下，石墨烯復(fù)合材料制品，耐化學(xué)品容器可很好地解決氯堿廠家的困擾，其耐溶劑腐蝕的范圍廣，可在pH0~14之間的高溫介質(zhì)下工作；，可滿足氯堿裝置的設(shè)計(jì)要求；優(yōu)異的耐腐蝕性可極大地延長設(shè)備管道的使用壽命；與鎳、鈦金屬相比，價(jià)格低廉。
陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品由于質(zhì)地潔白、結(jié)構(gòu)致密、強(qiáng)度大及熱穩(wěn)定性好，多年來一直在衛(wèi)浴市場占據(jù)主導(dǎo)地位，然而其存在多個(gè)缺點(diǎn)，現(xiàn)將陶瓷與石墨烯復(fù)合材料比較如下：
（1）陶瓷脆性大，耐沖擊能力低，易碎。
（2）陶瓷有一定的吸水性，吸水后膨脹，導(dǎo)致釉面發(fā)生龜裂。
(3) 陶瓷比重大，需要厚實(shí)的壁厚造成笨重?zé)o比，運(yùn)輸成本極高。
（4）陶瓷在生產(chǎn)過程中需要高溫煅燒無法內(nèi)置螺母。
（5）石墨烯復(fù)合材料具有模具低成本的基本優(yōu)勢。
（6）石墨烯復(fù)合材料因?yàn)榈蜏爻尚涂梢詢?nèi)置發(fā)熱元件因而保溫臉盆，保溫浴缸運(yùn)用而生。
（7）石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)速度快。
（8）廢棄的陶瓷用品拆卸、運(yùn)輸、不容易焚燒也是造成垃圾焚燒爐的一大麻煩。而石墨烯復(fù)合材料制品沒有類似的問題，其重量輕，高抗沖擊能力可確保產(chǎn)品的長期安全使用。
另外，石墨烯復(fù)合材料材料還具有其他優(yōu)勢：優(yōu)異的涂飾性能、靈活多樣并具有藝術(shù)性的設(shè)計(jì)，可滿足客戶的個(gè)性化需求；安全性和舒適性都令人滿意；環(huán)保、無污染。
近期，由工信部牽頭，發(fā)改委、科技部等幾大部委正在研究制定加快醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施，相關(guān)規(guī)劃有望于年內(nèi)出臺。市場人士認(rèn)為，在未來5年內(nèi)，對醫(yī)療設(shè)備的需求有望出現(xiàn)大增。然而，我國醫(yī)療設(shè)備制造技術(shù)落后，材質(zhì)多為不銹鋼，質(zhì)量重且易導(dǎo)熱，結(jié)構(gòu)精確度差，限制了高品質(zhì)醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展。而石墨烯復(fù)合材料材料可制備質(zhì)量輕、體積大及空間結(jié)構(gòu)精確的醫(yī)療設(shè)備，而且產(chǎn)品導(dǎo)熱性低、電絕緣性高，添加一定的阻燃劑后，還可滿足國家對室內(nèi)用塑料的阻燃要求。對于少量多樣的大型覆蓋物件更合適。基于這些優(yōu)異特性，石墨烯復(fù)合材料材料可為我國醫(yī)療設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)展提供保障。
? 制品強(qiáng)度高但韌性差，遇強(qiáng)擊，有缺口或遇低溫時(shí)易碎裂。
? 材料出現(xiàn)時(shí)間較長，不容易進(jìn)軍高端制造產(chǎn)業(yè)。
? 環(huán)境污染大，進(jìn)出口限制較多，企業(yè)需應(yīng)對環(huán)保壓力。
? 制品耐候性和力學(xué)性能好，性價(jià)比良好。
? 由于材料特性，絕無回收料制品。品質(zhì)可保證。
? 新型材料，更有利于爭取與制造產(chǎn)業(yè)合作。
? 環(huán)境污染很小，符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。
環(huán)保優(yōu)勢
近幾年，環(huán)境因素使一些發(fā)達(dá)國家對玻璃鋼產(chǎn)品的使用進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，而石墨烯復(fù)合材料則屬于“環(huán)境友好材料”,因?yàn)槭?fù)合材料的分子結(jié)構(gòu)與煤油一致，所以石墨烯復(fù)合材料的廢料及廢棄產(chǎn)品在燃燒時(shí)，不產(chǎn)生包括二噁英在內(nèi)的有害物質(zhì); 產(chǎn)品可以通過RoHS標(biāo)準(zhǔn)，不含六種特定的有害物質(zhì); 產(chǎn)品不含任何導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂的化學(xué)物質(zhì)。發(fā)熱值是9,990 kcal/kg (煤油發(fā)熱值: 10,500 kcal/kg)用于水泥窖燃料。另外石墨烯復(fù)合材料也可以進(jìn)行再生利用，石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品粉碎后可以作為熱塑性塑料 (如PP, PE等)的填料，生產(chǎn)窨井蓋，地下電纜保護(hù)箱等熱壓成型制品。國家環(huán)保政策的規(guī)范、公民環(huán)保意識的加強(qiáng)和市場認(rèn)知度的提高為石墨烯復(fù)合材料制品的高速發(fā)展提供了契機(jī)。
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