石墨烯材料改性聚四氟乙烯可行性研究

應用可行性

石墨烯突出的力學、電學、熱學及光學等特性使其具有巨大的應用前景，在太陽能電池、超級電容器、鋰離子電池、傳感器、復合材料等方面都有所應用。而且隨著批量化生產和大尺寸難題逐步突破，石墨烯的產業化步伐正在加快。聚四氟乙烯還具有諸多不足之處，如較大的膨脹系數、成型加工困難、抵抗變形的能力差、有接觸時磨損量大等這些不足使得PTFE的應用在很多方面受到了限制。由于石墨烯技術的較為成熟，可通過改性PTFE大幅度提高和改善傳統PTFE在某些應用方面的不足，從而進一步的擴大了其應用領域。

技術可行性

納米材料具有一系列的優異性能，將其作為填料填充到PTFE材料中可以有效的改善PTFE不足之處，并且納米材料作為填料較其他材料最大的優勢就是在填充含量較低時仍能取得理想的增強效果，對PTFE基體材料其他性能影響較小。而石墨烯因其獨特的結構使其具有各項優異性能，大量學者的研究表明少量的石墨烯作為填充料添加到聚合物中制得復合材料在不影響基體材料性能的情況下可以有效的增強聚合物各項性能。

比如王永虎，王玲娟等將不同含量的氧化石墨稀添加到聚四氟乙烯材料中制得PTFE復合材料，通過對復合材料性能測試得出，氧化石墨烯可以改善復合材料的硬度、耐磨損性、摩擦系數。見雪珍，李華等通過石墨烯填充改性聚四氣石稀制得復合材料，通過性能測試發現，石墨烯在含量較低的情況下都能有效的增強復合材料的耐磨損性能。Louis Johann van Rooyen等制備了石墨烯納米片填充聚四氟乙烯復合材料，通過干燥和溶劑輔助的共混將石墨烯滲入總PTFE體系。研究證實了溶劑混合改善了分散性，這也降低了空隙含量。

經濟可行性

從聚四氟乙烯行業來看，我國PTFE產能以注塑級中低端品為主，近年來聚四氟乙烯進口量一直保持5000-6000噸的穩定規模，其中70%-80%的進口聚四氟乙烯為高性能的改性產品，以此來滿足下游行業對于高端聚四氟乙烯產品的需求。隨下游應用領域的發展，對PTFE相關材料性能提出更高、更細的要求，產品高端定制化成為聚四氟乙烯行業未來發展趨勢。因此在技術可行、應用可行的基礎上，通過石墨烯改性聚四氟乙烯研發生產可以在實現進口替代、開辟新的市場大有可為，通過技術升級產品升級對接市場需求，能夠有效幫助企業實現較好的經濟效應。