石墨烯材料改性聚四氟乙烯可行性研究

应用可行性

石墨烯突出的力学、电学、热学及光学等特性使其具有巨大的应用前景，在太阳能电池、超级电容器、锂离子电池、传感器、复合材料等方面都有所应用。而且随着批量化生产和大尺寸难题逐步突破，石墨烯的产业化步伐正在加快。聚四氟乙烯还具有诸多不足之处，如较大的膨胀系数、成型加工困难、抵抗变形的能力差、有接触时磨损量大等这些不足使得PTFE的应用在很多方面受到了限制。由于石墨烯技术的较为成熟，可通过改性PTFE大幅度提高和改善传统PTFE在某些应用方面的不足，从而进一步的扩大了其应用领域。

技术可行性

纳米材料具有一系列的优异性能，将其作为填料填充到PTFE材料中可以有效的改善PTFE不足之处，并且纳米材料作为填料较其他材料最大的优势就是在填充含量较低时仍能取得理想的增强效果，对PTFE基体材料其他性能影响较小。而石墨烯因其独特的结构使其具有各项优异性能，大量学者的研究表明少量的石墨烯作为填充料添加到聚合物中制得复合材料在不影响基体材料性能的情况下可以有效的增强聚合物各项性能。

比如王永虎，王玲娟等将不同含量的氧化石墨稀添加到聚四氟乙烯材料中制得PTFE复合材料，通过对复合材料性能测试得出，氧化石墨烯可以改善复合材料的硬度、耐磨损性、摩擦系数。见雪珍，李华等通过石墨烯填充改性聚四氣石稀制得复合材料，通过性能测试发现，石墨烯在含量较低的情况下都能有效的增强复合材料的耐磨损性能。Louis Johann van Rooyen等制备了石墨烯纳米片填充聚四氟乙烯复合材料，通过干燥和溶剂辅助的共混将石墨烯渗入总PTFE体系。研究证实了溶剂混合改善了分散性，这也降低了空隙含量。

经济可行性

从聚四氟乙烯行业来看，我国PTFE产能以注塑级中低端品为主，近年来聚四氟乙烯进口量一直保持5000-6000吨的稳定规模，其中70%-80%的进口聚四氟乙烯为高性能的改性产品，以此来满足下游行业对于高端聚四氟乙烯产品的需求。随下游应用领域的发展，对PTFE相关材料性能提出更高、更细的要求，产品高端定制化成为聚四氟乙烯行业未来发展趋势。因此在技术可行、应用可行的基础上，通过石墨烯改性聚四氟乙烯研发生产可以在实现进口替代、开辟新的市场大有可为，通过技术升级产品升级对接市场需求，能够有效帮助企业实现较好的经济效应。