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    益德新材料:石墨烯改性塑料取得突破性進(jìn)展
     
     
    二十余年風(fēng)云兼程,二十余年潛心鉆研,憑借長(cháng)遠獨到的眼光和堅持不懈的探索,寧波益德新材料有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“益德新材料”)在“碳纖維復合材料和石墨烯改性塑料”的研究方面取得了突破性的進(jìn)展。益德新材料技術(shù)副總毛惠敏告訴筆者,材料的研發(fā)是一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程,面臨著(zhù)各種各樣的難題,需要在生產(chǎn)第一線(xiàn)不斷探索,反復實(shí)踐,最終才可能到達成功的彼岸。
    寧波益德新材料有限公司技術(shù)副總毛惠敏 益德新材料的前身為余姚市章盛塑業(yè)有限公司,成立至今已有二十余年的歷史。公司設立在素有“東南最名邑”之稱(chēng)的浙江余姚,位于余姚市牟山鎮富民工業(yè)園區。主要從事軍工、電子電器、紡織與紡機、汽車(chē)等領(lǐng)域的產(chǎn)品材料,如炸 藥箱、通信接線(xiàn)盒、紡織機械送箭輪、箭桿箭頭、汽車(chē)車(chē)門(mén)把手、安全帶扣等改性塑料,品種有石墨烯PET切片、碳纖維增強PA、碳纖維增強PC、碳纖維增強PP、阻燃PP、增強PA、阻燃PA、導電PP、導電PE、導電PA、抗菌PET、抗菌PA、抗菌PP、抗菌ABS等。


    根據市場(chǎng)需求的變化,益德新材料引進(jìn)高科技的產(chǎn)品,并對接高分子材料與紡織材料的高端大專(zhuān)院校,聘請國內炭材料領(lǐng)域的頂尖專(zhuān)家,準備在碳材料與高分子材料上,打造國內最前沿的碳纖維增強復材。
     
    作為中國第一代碳纖維增強復材的研發(fā)者、與中國碳纖維復材的發(fā)明專(zhuān)利持有人,39年的塑料情結,使毛惠敏對塑料的奧妙深有感觸。早在2000年,他就開(kāi)始從事碳材料與高分子材料的復合,在當時(shí)的中國塑料城,幾乎無(wú)人知曉什么是碳纖維,也無(wú)法找到任何可參考的資料,包括設備,只有國外才有,但拒絕出售。盡管困難重重,他還是開(kāi)啟了這條探索之路,并在2008年獲得專(zhuān)利。但在研究過(guò)程中,他發(fā)現碳纖維材料與熱塑性復材復合時(shí),碳纖維經(jīng)螺桿剪切,長(cháng)度只有0.5毫米,這大大降低了碳纖維原有的高強度,使復材在真正替代高比重的金屬材料上遇到了強度不夠的難題。從2014年開(kāi)始,他帶領(lǐng)著(zhù)團隊在“如何提高碳纖維在復材的長(cháng)度”這個(gè)問(wèn)題上苦下功夫,甚至自己研發(fā)生產(chǎn)設備,通過(guò)碳纖維與高分子材料原位聚合的方式,終于小試出20毫米長(cháng)的碳纖維,使碳纖維復合材料的拉伸強度接近400Mpa。據悉,益德新材料已成功打造出一條1000噸/年的碳纖維尼龍自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn),目前正在克服產(chǎn)業(yè)化中粘度的一致性及復材的出料難度等問(wèn)題。待這些問(wèn)題得到解決,其所產(chǎn)的碳纖維復材定能為真正實(shí)現運載工具輕量化貢獻力量。

    除了碳纖維復材,益德新材料在石墨烯改性纖維上也取得了重大進(jìn)展。石墨烯改性纖維是一種全新的智慧功能性纖維,具有遠紅外增溫,抗菌抑菌,抗靜電,耐磨等功能,符合大健康的主流消費觀(guān)。對于益德而言,這也是一個(gè)新的契機。目前,益德新材料著(zhù)重開(kāi)發(fā)石墨烯改性抗菌、抗靜電、遠紅外纖維,并建有一條3000噸/年的石墨烯特殊復合PET生產(chǎn)線(xiàn),是國內第一家石墨烯改性滌綸長(cháng)纖產(chǎn)業(yè)化單位。其產(chǎn)品可應用于紡織、軍工、醫療、汽車(chē)、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。


    石墨烯改性纖維

    毛惠敏舉例道:“單從服裝行業(yè)來(lái)講,隨著(zhù)人們生活水平的提高,更加舒適、健康、輕薄的服飾,已成為市場(chǎng)上的主流消費觀(guān)。而石墨烯改性纖維,在保持原有纖維強度的基礎上,能夠提高抗靜電、抗菌、保暖等功能,是真正的市場(chǎng)剛需。據我們推算,在中國4000萬(wàn)噸/年的滌綸纖維中,如果用上0.1%的石墨烯改性纖維,那么總使用量將達到4萬(wàn)噸,這個(gè)市場(chǎng)十分巨大!

    在交談中毛惠敏告訴筆者,關(guān)于石墨烯改性纖維的研發(fā),他們在雙螺桿上苦苦摸索了近5年,依然沒(méi)能攻破。這主要是因為傳統的雙螺桿熔融法,已無(wú)法分散納米材料、高效超精的化學(xué)材料,只能采用全新的原位聚合分散工藝,這也是對目前雙螺桿技術(shù)的一次革命。石墨烯改性纖維作為納米材料的一種,“設備、工藝、配套助劑”都制約著(zhù)它的應用,缺一不可。而且在所有的納米材料中,石墨烯不同于其他單向性材料,只增強不增韌或者只增韌不增強,是目前真正能夠同時(shí)實(shí)現增強增韌的上乘材料。根據益德新材料的數據分析,就導電性能而言,在微量的情況下,尚未發(fā)現能夠超越石墨烯的材料。


    益德新材料所產(chǎn)的碳纖維尼龍66及其制件

    “以前所謂的石墨烯應用在高分子材料,僅僅是指涂料領(lǐng)域?上驳氖,我們成功研發(fā)出石墨烯改性纖維,精度非常高,通過(guò)原位聚合分散工藝,已經(jīng)完全可以應用到塑料領(lǐng)域中。這其中的意義非常巨大,真正開(kāi)啟了石墨烯應用于塑料領(lǐng)域的大門(mén)!泵菝糇孕哦。益德新材料研發(fā)石墨烯改性纖維的初衷,就是為了將這種“神奇”的材料推廣開(kāi)來(lái),物盡其用,發(fā)揮它的最大功能。

    【編者結語(yǔ)】“輕量化”、“以塑代鋼”已成為時(shí)代發(fā)展的趨勢,這對材料的性能和應用提出了更具挑戰性的要求。馬克思曾說(shuō):“在科學(xué)上沒(méi)有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著(zhù)陡峭山路攀登的人,才能希望達到光輝的頂點(diǎn)。 ”益德新材料猶如“攀登者”,在材料開(kāi)發(fā)的道路上認準目標,不斷探索,積極創(chuàng )新,雖知路途艱辛,但依然堅定前行!
     
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