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      益德新材料:石墨烯改性塑料取得突破性進展
       
       
      二十余年風云兼程,二十余年潛心鉆研,憑借長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(以下簡稱“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展。益德新材料技術副總毛惠敏告訴筆者,材料的研發是一個漫長的過程,面臨著各種各樣的難題,需要在生產第一線不斷探索,反復實踐,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副總毛惠敏 益德新材料的前身為余姚市章盛塑業有限公司,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”之稱的浙江余姚,位于余姚市牟山鎮富民工業園區。主要從事軍工、電子電器、紡織與紡機、汽車等領域的產品材料,如炸 藥箱、通信接線盒、紡織機械送箭輪、箭桿箭頭、汽車車門把手、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。


      根據市場需求的變化,益德新材料引進高科技的產品,并對接高分子材料與紡織材料的高端大專院校,聘請國內炭材料領域的頂尖專家,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者、與中國碳纖維復材的發明專利持有人,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,他就開始從事碳材料與高分子材料的復合,在當時的中國塑料城,幾乎無人知曉什么是碳纖維,也無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,他還是開啟了這條探索之路,并在2008年獲得專利。但在研究過程中,他發現碳纖維材料與熱塑性復材復合時,碳纖維經螺桿剪切,長度只有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年開始,他帶領著團隊在“如何提高碳纖維在復材的長度”這個問題上苦下功夫,甚至自己研發生產設備,通過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化生產線,目前正在克服產業化中粘度的一致性及復材的出料難度等問題。待這些問題得到解決,其所產的碳纖維復材定能為真正實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。對于益德而言,這也是一個新的契機。目前,益德新材料著重開發石墨烯改性抗菌、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生產線,是國內第一家石墨烯改性滌綸長纖產業化單位。其產品可應用于紡織、軍工、醫療、汽車、航空航天等各個領域。


      石墨烯改性纖維

      毛惠敏舉例道:“單從服裝行業來講,隨著人們生活水平的提高,更加舒適、健康、輕薄的服飾,已成為市場上的主流消費觀。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,是真正的市場剛需。據我們推算,在中國4000萬噸/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4萬噸,這個市場十分巨大!

      在交談中毛惠敏告訴筆者,關于石墨烯改性纖維的研發,他們在雙螺桿上苦苦摸索了近5年,依然沒能攻破。這主要是因為傳統的雙螺桿熔融法,已無法分散納米材料、高效超精的化學材料,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實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,尚未發現能夠超越石墨烯的材料。


      益德新材料所產的碳纖維尼龍66及其制件

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

      【編者結語】“輕量化”、“以塑代鋼”已成為時代發展的趨勢,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:“在科學上沒有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人,才能希望達到光輝的頂點。 ”益德新材料猶如“攀登者”,在材料開發的道路上認準目標,不斷探索,積極創新,雖知路途艱辛,但依然堅定前行!
       
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