石墨烯在复合材料领域的应用及研究方向

　　抗静电塑料

　　通常，高分子材料表面电阻率大于1 012 Ω·cm， 抗静电包装材料要求表面电阻率为107～1 011 Ω·cm，通常使用碳黑作抗静电剂，填充的质量分数高达15%，对塑料制品的力学性能、表面光洁度有劣化影响。此外，碳黑易从基体中析出，从而造成电子器件短路等问题。因此，业界一直在尝试使用具有更高导电性能的纳米碳材料（如碳纳米管）作为抗静电剂，可以将石墨烯抗静电塑料母粒作为研发方向。

　　抗拉伸改性树脂

　　石墨烯作为添加剂在树脂中的应用还有很多，如聚丙烯母粒/石墨烯、聚丙烯片材/石墨烯、超高相对分子质量聚乙烯纤维/石墨烯等。欧洲Nano Masterd的项目组负责人表示，添加质量分数为5%的石墨烯能把热塑性聚烯烃和聚丙烯的性能增强1倍，把质量分数为1%的石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯混合，复合材料的拉伸弹性模量提高80%。石墨烯增强的热塑性复合材料和色母粒能适应现有生产，为注塑、挤出和吹膜大批量生产零部件赋予新的特性。美国OvaTIon Polymers公司已经推出了石墨烯热塑性色母料和复合母料。此外，厦门凯纳石墨烯技术有限公司开发了导电石墨烯微片，聚碳酸酯中添加质量分数为10%的石墨烯微片就可达到导电级别；与添加质量分数为10%的超导炭黑（价格为20多万元/t）性能相当。美国XG Science公司也提供导电石墨烯微片产品。

　　中国在石墨烯机理、制备技术等方面取得了一定成绩，但产业布局尚处于研发阶段。随着应用研究的深入，石墨烯与高分子材料结合和相容的复合材料的理论基础不断得到突破，提高和完善了各项性能指标，应用领域逐步拓展，初步应用研究显示了优异的性能和独特的优势。结合低成本高质量生产技术，展示了丰富的下游产业链想象空间。因此，应继续深入开展应用研究