超强石墨烯增强塑料

作者:本刊编译 发布时间:2022-08-17
石墨烯增强了塑料的性能,同时使原材料用量减少了30%。

为工业应用提供先进的石墨烯增强材料的纳米技术公司Gerdau Graphene宣布,其已在位于巴西圣保罗的由巴西政府资助的一个先进材料中心创造出了下一代的石墨烯增强塑料,这种用于聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)的新型石墨烯增强聚合树脂母料配方是与巴西EMBRAPII SENAI/SP先进材料部门合作创造的,目前正在Gerdau Graphene的工厂中开展一系列的工业化应用试验。使用这些配方生产的新型热塑性塑料产品将更加强大,能提供更好的整体性能,同时生产成本更低,在整个价值链中产生的废物将明显减少。

石墨烯,被认为是地球上最坚固的物质,是1~10个原子厚度的致密碳片,可以针对各种用途而得到改性,并能添加到工业材料中。自2004年被发现以来,石墨烯非凡的化学性能、物理性能、电性能、热性能和机械性能吸引了全球的关注,其发现者因此而获得了诺贝尔化学奖。石墨烯可以与塑料混合,赋予塑料母料不可思议的强度,使组合后的塑料更加强大。除了改善物理和机械性能外,石墨烯还能增强对液体和气体的阻隔性能,可防止风化、氧化和紫外线,并能提升导电、导热性能。

Gerdau Graphene公司正在开发用于原生树脂以及消费后回收塑料和聚合物(包括PP、PE、PS、PC和PVC等)的石墨烯添加剂。仅在美国,每年就要生产出大约800万吨的PP和2300万吨的PE,如果用于制造这些最终塑料产品所需的PP和PE原料的用量能减少30%,则意味着每年消费的以及最终丢弃的PP和PE塑料将减少930万吨。

“塑料是一种重要的原材料,目前全球各行业中几乎所有的产品都离不开塑料材料,它的发明彻底改变了人类的生活方式。我们面临的最大挑战是,如何通过提高材料质量、降低成本以及增加其整个生命周期的可持续性来使塑料变得更好,现在,我们正在实现所有这些目标。”Gerdau Graphene公司CEO Alexandre Corrêa说道,“在热塑性塑料配方中加入特殊的石墨烯添加剂, 塑料生产商们可以以极低的成本生产出更强、更耐用的塑料产品,并且消耗的石油和原材料更少。由于生产最终产品所需的塑料更少,因而消费后变成废料的塑料也更少。这对下游也会带来影响,包括减少了生产废料、能耗和运输成本等。而在循环经济方面,在不久的将来,可以从回收的塑料中提取石墨烯并进行再利用。”

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