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新材料領域院士這樣評價石墨烯原位聚合技術:“一個顛覆性突破”
中華紡織網
2019/8/28
瀏覽數:1807 (統計時間:2018年5月起)

石墨烯是什么?

石墨烯與我們的生活有何關系?

這一神奇的材料會穿在我們身上么?

答案或許在新材料領域院士們的考察中一尋答案:

石墨烯是目前世界上最薄、最堅硬、導電性最好的納米材料,被稱為21世紀最具顛覆性的新材料。隨著低成本、高性能、規模化應用技術的突破,石墨烯將掀起一場席卷全球的產業革命。

全球石墨烯正處在產業化突破前期。2018年,全球石墨烯市場規模約1.95億美元,近四年年均增速超過60%。發達國家均將石墨烯研究與應用提升至戰略高度,注重石墨烯專利在基礎理論研究及未來高端應用上的戰略性和前瞻性布局。石墨烯的研發及應用在助推傳統產業改造提升、支撐新興產業培育壯大、帶動材料產業升級換代等方面具有重要意義。

圖表:2014—2020年全球石墨烯市場規模走勢(數據來源:中經社數據庫)

干勇院士、蔣士成院士作為“新材料強國2035戰略研究”課題的分課題“先進基礎材料強國戰略研究”的主要專家,深知新材料對于國家戰略的重要性,干勇院士曾指出:“材料強國夢想有望在我們這一代實現”。

8月25日下午,中國工程院干勇院士、蔣士成院士、江蘇省工信廳原材料工業處李繼峰副處長、江蘇省工信廳強省推進處王瓊瑤、江蘇省新材料協會副秘書長梁群一行,在海安市墩頭鎮政府許金龍書記、陸從俊鎮長等地方政府領導陪同下,專程前往江蘇省“石墨烯改性新材料”研發及應用代表單位——常州恒利寶納米新材料科技有限公司的生產基地——江蘇江山紅化纖有限公司進行考察與座談。

根據公司黃榮慶經理副總經理的介紹,不同于市場上的“共混石墨烯”工藝技術易造成粉體滲漏、未知生物毒性、染色限制等問題,企業自主研發的“原位聚合改性PA6”的關鍵技術不僅實現了功能化石墨烯化學鍵與錦綸高分子鏈的結合,極大降低了石墨烯的添加量,使得石墨烯在聚合過程中得以分散完全,也從根本上消除了石墨烯纖維產品在后續紡絲、染整、洗滌等工序中的流失問題。該方法國際首創工業化原位聚合石墨烯錦綸復合材料連續聚合工藝,并以此為基礎建設年產100噸功能化石墨烯粉體和年產2.5萬噸石墨烯錦綸切片生產裝置,開發全套紡絲工藝包。

蔣士成院士對恒利寶科技自主研發的30D/24F的石墨烯PA6FDY長絲樣品非常贊賞,尤其在看到高強度、低伸長、抑菌、抗紫外、遠紅外等功能上的實測數據,特別是看到在相同的測試條件下,改性石墨烯原位聚合PA6纖維的耐磨次數是PA66纖維的3倍以上時,蔣士成院士表示:這樣的研究結果真的讓人很興奮!

公司董事長、總經理蔣炎對產品的發展方向和特種纖維的研發規劃作了介紹,并對即將投產的“改性石墨烯原位聚合PA6”連續化生產線及下一步圍繞直紡工藝已開始的準備和工藝設計的實施方案做了說明,石墨烯原位聚合聚酰胺6預計在2019年形成2.5萬噸切片產能,預計當年切片產量3000噸,其中2500噸應用于各種紡織面料、500噸應用于塑料制品等領域。在功能化紡織品領域,石墨烯原位聚合改性合成纖維體現出良好的遠紅外、抗菌抑菌、抗紫外、抗靜電、增強等功能性,將在軍用服飾、運動和健康服飾等,蔣炎同時展示了自主知識產權研發的“改性石墨烯原位聚合PA6”直紡紗線、短纖、面料及功能服裝、智能時裝的全產業鏈過程。干勇院士說:“如果這個項目投產,將是一個顛覆性的突破!”

常州恒利寶納米新材料公司的石墨烯原位聚合PA6纖維認證品牌——“烯納斯TM”可以輕松實現原液著色,對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的抗菌性都超過了國內外標準要求,還具有低溫遠紅外、抗紫外、抗靜電等綜合性能,可廣泛應用于戶外運動、健身、孕嬰、家紡以及其他工業領域;尤其是企業完成了獨特的染色體系,在亮色色系中也表現不凡,打破了市場傳言“石墨烯面料只能是黑、灰色”的錯誤解讀。

近年來,江蘇省內研發機構、企業、產業園共同蓄力產業發展,“石墨烯產業看江蘇”已成為國內外業界共識。常州恒利寶納米新材料科技有限公司作為石墨烯研發及應用代表性企業,緊密結合社會發展的重大需求,突破了一系列材料制備的關鍵技術,圍繞石墨烯改性以及“改性石墨烯原位PA6”切片的生產及紡絲技術研究取得了具有自主知識產權的核心技術成果,目前圍繞三大領域、六大功能已獲得近20項發明專利,展現了在石墨烯新材料領域的持續創新力。目前,企業在建的“改性石墨烯原位聚合PA6連續化生產”項目率先在全球突破石墨烯新材料技術的產業化延伸,擴大了石墨烯新材料的市場應用規模,也增強了新材料供應鏈的競爭力。

兩個半小時的交流熱烈而深入,院士專家一行對常州恒利寶納米新材料科技的技術革新極為贊賞,在江山紅廠區參觀正在進行試車前調試的裝置時,干勇院士再次表示:在石墨烯產業近年發展碰到瓶頸的時期,這個項目讓人眼前一亮,使我們對石墨烯產業的發展有了更大的信心。

(前排左五:干勇院士、左六:蔣士成院士、右五:東華大學材料學院院長朱美芳教授;右四:江蘇省工信廳原材料工業處李繼峰副處長;右三:江蘇省新材料協會副秘書長梁群女士)

石墨烯這一神奇材料,穿在身上已經成為現實,目前,歐洲、中國等開始陸續推出諸多石墨烯消費類產品。在不久的將來,隨著石墨烯在氣體傳感器、應變傳感器、生物傳感器等應用取得新進展,在物聯網、智能服飾和柔性傳感器等可穿戴設備、健康生活領域的應用上前景更加廣闊,試想未來,你的生活離石墨烯還遠么?

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