石墨烯在復合材料中的應用

氧化石墨烯（GO）具有皺褶結構、豐富的官能團，便于改性修飾，相比于石墨烯更加容易分散到復合材料當中，且能夠保持其片狀結構。經過還原可將石墨烯的眾多優點賦予復合材料，實現性能的提升。因此GO以及石墨烯基復合材料的研究受到了學術界和工業界的高度關注。

2023-09-12 10:46:56第六元素1555

在世界范圍內，氧化石墨烯（GO）和石墨烯的應用領域相關企業超過1000多家，石墨烯的產業鏈體系已經覆蓋了防腐涂料、熱管理材料、復合材料、儲能、電子顯示、大健康等多個領域。

在學術界，中國科學技術大學聯合常州K8凱發官網網址股份有限公司發表在Science China Materials上發表的綜述《Towards industrialization of graphene oxide》，介紹了當前GO工業化的發展情況，主要對于GO的大規模制備以及一些具有市場經濟價值的代表性應用進行了系統總結，重點介紹了GO在熱管理、多功能聚合物復合材料、防腐領域、潤滑劑、能源、環境和生物醫學等領域的應用。文章中，作者還討論了當前GO在工業化和商品化過程中面臨的挑戰和處理策略。

在產業界，常州第六元素的GO和石墨烯產品已經實現了多領域的工業級應用。以下為GO以及石墨烯的應用實例。

1、石墨烯防腐涂料

第六元素在防腐型石墨烯的制備以及設計基于石墨烯的防腐涂料配方方面有著豐富的經驗。鹽霧試驗結果表明，以石墨烯為防腐填料應用于環氧底漆、涂料中，能夠顯著提高防腐涂料的耐中性鹽霧時間。

2、石墨烯/聚氨酯復合材料

將石墨烯應用于聚氨酯復合材料中，可以顯著提高聚氨酯的耐磨性能，研究發現，添加3?的石墨烯，相對于未添加石墨烯的聚氨酯，復合材料的耐磨次數可由218次提高至851次，另外，石墨烯還能夠提高聚氨酯復合材料的耐老化性能。石墨烯聚氨酯復合材料應用于汽車密封條的耐磨試驗也表明，添加石墨烯能夠顯著提高密封條的耐磨性能。

3、石墨烯/高分子復合材料

納米粒子作為填料制備的高分子復合材料具有優異的性能，廣泛應用于汽車、飛機、建筑、電子器件等領域。其中性能的提升與納米粒子在復合材料中的分散狀態和納米粒子與高分子基體之間的相互作用有很大的關系。多數納米粒子與高分子不相容，在復合材料中無法形成均相體系，從而制約了納米粒子對高分子復合材料的增強作用。GO表面具有豐富的官能團，與很多高分子材料之間有較高相容性，可以用作多種高分子復合材料增強填料，得到的復合材料可以提升力學、電學、熱學等多方面性能。