石墨烯改性塑料工艺

宏元新材是一家拥有50余年的生产技术工艺沉淀的化工原料厂家，主营产品有六方氮化硼（HBN，白石墨烯，高温氮化硼）等硼系列化工原料产品。今天，小编给大家介绍下关于石墨烯改性塑料工艺的相关知识，我们的六方氮化硼也叫做白石墨烯，那么您了解石墨烯可以应用于改性塑料吗？石墨烯改性塑料来做什么？石墨烯改性塑料如何制备？一起来看看吧！

近年来，随着恐怖事件的频繁发生和人们自我保护意识的提高，保护已成为一个全球性的重要问题，目前，国内安全防护装备仍然相对落后，提供高风险职业群体，防止尖锐物体刺伤越来越受到政府和公众的关注。但目前还存在着重量重、制备工艺复杂、原料昂贵等缺点。

而石墨烯是迄今为止发现的最薄的材料，其厚度约为0.335纳米。它具有良好的理论表面积、优异的透光率、较高的拉伸弹性模量、极高的强度、极高的导热性、优异的导电性等优点。它还具有良好的抗穿刺性能，有望应用于抗穿刺材料领域。塑料工业可以充分利用石墨烯的功能特性，开发具有特殊性能的功能性塑料，扩大塑料的应用领域，进一步提高传统五种通用树脂和五种工程塑料的性能，实现普通塑料工程和工程塑料的目标，进一步提高塑料的附加值。它将为塑料产业带来新的利润增长点，促进传统塑料产业的转型升级，促进新旧驱动力的转变。

目前，国内外对石墨烯改性塑料的研究成果丰硕，主要集中在石墨烯改善塑料的导热性、导电性、力学性能和阻隔性能等方面。

1、气体阻隔
塑料的屏障性能是能够防止另一种物质的渗透，这些物质可以是水、气体、气味、化学溶剂等。屏障性能对塑料薄膜的性能非常重要。通过添加粘土和石墨烯等不透水的层状填料，可以显著提高塑料的屏障性能。石墨烯具有高透明度，高宽比较大，比表面积较大。当石墨烯在聚合物纳米复合材料中完全剥离和分散时，石墨烯可以通过允许气体穿透分子通过更长的路径，从而显著改善塑料的气体屏障性能。
2、热传导
石墨烯不仅在高导电率方面发挥着重要作用，而且在具有高导热率的聚合物复合材料的开发中也具有广阔的应用前景。由于石墨烯是由声子传输的，因此它具有非常高的导热性。当它加入到塑料中时，塑料的导热系数可以提高10倍以上。塑料可用于汽车散热部件、LED灯的散热部件、电子、电气散热壳等领域，取代金属、铝等常见的散热材料，从而促进器件的轻量化。它已经引起了学术界和产业界的高度关注。
3、增强
石墨烯还能给予塑料优异的力学性能，提高其强度、耐磨性、模量等性能。可用于包装、军事等领域。它还利用了石墨烯的高强度特性来开发新的石墨烯载体。采用石墨烯复合塑料作为汽车的骨架和结构部件，以满足轻型汽车的发展和低能耗的需要。
4、防静电
石墨烯作为一种新型的导电填料，不仅具有优良的力学性能和非常高的电子迁移率，而且可以很容易地填充到塑料基体中，获得长期的抗静电塑料。只需添加0.8%的石墨烯，就大大提高聚氯乙烯管的冲击性能、抗静电性能，环刚度和热稳定性，同时可延长产品使用寿命，降低产品重量，便于安装、施工和日常维护。
石墨烯塑料的物理制备方法包括溶液混合法和熔融共混法，化学方法方面应用较多的有原位聚合法、乳液混合法、层层自组装技术(LbL)等。
下面给大家介绍下一种石墨烯改性塑料的制备步骤：
1、将石墨烯材料（石墨烯、氧化石墨烯中的一种或两种混合）分散到有机溶剂（乙酸乙酯、乙二醇、丙酮、无水乙醇、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺中的一种或几种混合）-水体系中，置于球磨机中混合研磨2h-5h，得到石墨烯混合液；
2、用浓度为6-8mol/l的naoh溶液调节石墨烯混合液的ph值至10.0-10.6后，加入改性剂、活性分散剂（活性磷酸钙、活性碳酸钙）、助分散剂聚乙二醇、抗氧剂（抗氧剂ca、抗氧剂164、抗氧剂mb中的一种）共混后，置于超声剥离剂中（果糖水溶液、葡萄糖水溶液和蔗糖水溶液），进行30min～2h的超声剥离，干燥后得到改性石墨烯；
3、将塑料基体加热到240℃-300℃，制得熔融状态的塑料基体；
4、将所述改性石墨烯与熔融状态的塑料基体共混，再加入玻璃纤维混合均匀，并送至造粒机中挤出造粒，得到颗粒，将所述颗粒冷却、干燥，即得所述石墨烯改性塑料。
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