美國TLC開發出一種直接將石墨加入塑料生產石墨烯複合料的技術

　　美國羅格斯大學成功研發直接用石墨加入塑料製成石墨烯複合料的方法，後授權予TLC Products Inc. 開發生產。經過三年的研發，TLC成功地開發出一套商業化量產製程。今年十月份首臺量產機開始生產，從此開啟了大量使用石墨烯複合料的新紀元。

　　根據T L C公司創始人及執行長張大朋（Charles Zhang) 先生介紹，該技術可不用氧化石墨烯而直接用石墨來生產石墨烯複合料，這在生產石墨烯複合料技術上是一個極大的突破。它將石墨烯複合料的成本降低到大眾化，且普遍適用於各種塑料產品。

TLC公司石墨烯複合料的製程有下述優點：

1. 成本 — 石墨的價格每公斤約RMB 10元。它與一般塑料的價格差不多，加工費用每公斤約RMB 4元。

2. 產量 — 目前量產機每天可以生產1 - 2公噸的複合料， 即每年300 - 600公噸。如果需要增加產量，可以增加機臺數目。未來每臺量產機可以達到每天生產10到20公噸的複合料，即每年3000到6000公噸。

3. 質量 — 此量產機為連續性生產，質量穩定，可以重複生產同一規格的複合料。石墨的添加量在1%到30%範圍內，同時石墨烯剝離的程度是可控的。另外，該量產機可定製化生產特定石墨和石墨烯添加量的塑料產品。

4. 均勻度 — 在製程中，石墨烯不斷由石墨剝離出來，而後立即與液態的塑料混合。這可以有效防止石墨烯團聚，保證石墨烯在複合料中均勻分布。

5. 性能 — 採用一定的工藝將石墨烯分裂成小片徑，其周邊碳原子的自由基電子與附近的塑膠分子結合成共價鍵，使得石墨烯與塑膠分子牢牢結合，有效避免石墨烯發生團聚，同時保證使用過程中石墨烯不會單獨分離出來。這項技術將複合料的硬度增加到200%甚至到500%。

6. 環保 — TLC製程不會造成環境汙染，同時可以通過降低塑膠的使用量進而減少塑料回收。

TLC公司生產的石墨烯複合料應用廣泛

　　TLC石墨烯複合料可以與任何塑料做成複合料並增強其性能，可廣泛應用在各個行業。例如：

1. 汽車 — 傳統內燃機（ICE)汽車不斷地改用塑料取代金屬部件，而廉價的石墨烯複合料可以幫助內燃機汽車實現部件的更新換代。對於電動車（EV)而言，輕量化極為重要，使用石墨烯複合料的「全塑料」電動車將指日可待。

2. 橡膠 — 如何降低輪胎的磨損率及增加運動鞋的耐用率是當前的課題。低成本的石墨烯複合料可以加速在這方面的進展。

3. 下水管 — 塑膠水管正不斷地取代傳統金屬或混凝土水管，但因硬度情況而使用受限。石墨烯複合料不但可增加它的硬度，而且可以吸收紫外線延長塑料的使用壽命。一旦成本問題解決，未來將實現大規模應用。

4. 棧板臺 — 因木質棧板臺易壞且存在衛生問題，所以塑膠棧板臺逐漸普及，但因硬度不夠使得使用範圍受限。而石墨烯複合料棧板臺硬度高、成本低、可回收重複使用，未來替代傳統棧板臺已成趨勢。

5. PET — TLC開發出一種在高溫高溼度下可以抗水解性的PET，其性能被提升到工程塑膠。因此可以使用回收PET料應用在汽車等行業。

6. 3D列印 — 石墨烯複合料可提高3D列印件的硬度，從而使3D列印應用於更多領域。

7. 還可廣泛應用於其他領域包括不限於塑膠螺絲，球軸承，運動器材，PS 發泡，導熱，導電，機油，油漆等。

　　同時，TLC公司將出席今年在上海大學舉辦的2020中國國際石墨烯創新大會，並在17號上午的智能製造論壇做報告，歡迎各界人士蒞臨指導。未來TLC將在國內設立石墨烯複合料研發中心及生產基地，同時尋求合作公司授權生產相關產品，共同合作開發石墨烯複合料的應用產品。

來源：石墨烯聯盟