البلاستيك بالجرافين: كيف يُضاف الجرافين إلى البلاستيك وما الذي يمكن أن يغيّره

بقلم فرانس ألكماد، الرئيس التنفيذي لشركة Graphene Integrations

المتجر: اطّلع على الأحجام ورموز SKU وورقة المواصفات لمنتج إضافة الجرافين للبلاستيك في متجرنا، أو تصفّح جميع منتجات الجرافين.

يعني "البلاستيك بالجرافين" عادةً بوليمرًا مُزج فيه قدر صغير من الجرافين. ويسميه الباحثون مركّبًا نانويًا من البوليمر والجرافين. تستخدمه الشركات لمحاولة جعل القطع البلاستيكية أكثر صلابة ومتانة، وأفضل في حجب الغازات، أو قادرة على تبديد قدر من الشحنة الكهربائية. يشرح هذا المقال ما هو البلاستيك بالجرافين، وما الذي يمكن للجرافين تغييره في البوليمر، ولماذا يُعد التشتت الجزء الصعب، وكيف يضيف مصنّعو المركّبات الجرافين دون التعامل مع المسحوق.

ما هو البلاستيك بالجرافين؟

البلاستيك بالجرافين هو أي لدن حراري أو متصلد بالحرارة يحتوي على الجرافين كمادة حشو. قد تكون المادة الأساسية بولي إيثيلين أو بولي بروبيلين أو نايلون أو PLA أو PET أو ABS أو إيبوكسي أو PVC أو غيرها كثير. الجرافين مكوّن ثانوي، ويظل البوليمر هو الذي يحدد معظم الخصائص بينما يعدّلها الجرافين.

الجرافين صفيحة من الكربون بسماكة ذرة واحدة. ولأن كل رقاقة رقيقة جدًا وعريضة جدًا مقارنةً بسماكتها، يمكن لكمية صغيرة بالوزن أن توفر مساحة سطح كبيرة جدًا تلامس البوليمر. لهذا يحظى الجرافين باهتمام كبير كمادة حشو.

ما الذي يمكن للجرافين تغييره في البلاستيك

تذكر المراجعات حول المركّبات النانوية من البوليمر والجرافين عدة خصائص قد تتحسن عندما يكون الجرافين جيد التشتت (Polymers؛ Polymer):

• الصلابة والقوة، مثل معامل الشد والانحناء.
• الحاجز ضد الغازات والرطوبة، بفعل تأثير "المسار الأطول" نفسه الموجود في الطلاءات.
• الثبات الحراري، وعند النسب الأعلى، التوصيل الحراري.
• السلوك الكهربائي للقطع المضادة للكهرباء الساكنة أو المبددة لها، بمجرد أن تتصل الرقائق في شبكة.

لا تنشر Graphene Integrations أرقام اختبارات للبلاستيك. تُقيَّم كل نتيجة مقارنةً بمركّب العميل الحالي.

لماذا يحسم التشتت كل شيء

تتفق المراجعات نفسها على مشكلة واحدة: تميل رقائق الجرافين إلى الالتصاق ببعضها من جديد. تعمل التكتلات كعيوب وقد تجعل القطعة أضعف لا أقوى. يستخدم الباحثون الخلط في المحلول والخلط بالصهر والبلمرة الموضعية لفصل الرقائق، ويُعد الخلط بالصهر في بثّاقة ثنائية اللولب الطريق الأكثر عملية على النطاق الصناعي (Materials, MDPI). كما يسبب المسحوق الجاف مشكلات غبار ومناولة في أرضية الإنتاج.

كيف تعمل إضافة الجرافين للبلاستيك لدينا

إضافة الجرافين للبلاستيك هي جرافين مشتت مسبقًا في راتنج يناسب البوليمر الخاص بك. الجرافين مفصول ومُرطّب مسبقًا، فتضيف سائلًا بدلًا من مسحوق مُغبِّر.

• لمن: مركّبات اللدائن الحرارية والمتصلدة بالحرارة التي تريد فيها تقييم الخصائص الميكانيكية أو خصائص الحاجز مقارنةً بالمرجع.
• الحامل: تشتيت في راتنج يناسب البوليمر الخاص بك.
• الجرعة: عادةً من 1% إلى 7% بالوزن، حسب الاستخدام.
• الخلط: أضفها أثناء التركيب أو خلط الراتنج وعالج كالمعتاد؛ ونوصي بنقطة الإضافة المناسبة لنظامك.
• صُنع في الولايات المتحدة في Charlotte, NC. براءة اختراع قيد التسجيل. لا يحتوي على أسود الكربون. لا يُباع أبدًا على شكل مسحوق.

الجرافين مقارنةً بمواد حشو البلاستيك الأخرى

يستخدم مصنّعو المركّبات بالفعل التلك وألياف الزجاج وألياف الكربون وأسود الكربون وأنابيب الكربون النانوية. والجرافين ليس بديلًا مباشرًا لأي منها. تُستخدم ألياف الزجاج والكربون بنسب أعلى بكثير للتقوية الإنشائية، وأسود الكربون هو الخيار المعتاد منخفض التكلفة للون والتحكم في الكهرباء الساكنة. وجاذبية الجرافين أن كمية صغيرة جيدة التشتت قد تحرّك عدة خصائص في آن واحد، مثل الصلابة والحاجز معًا. وما إذا كان ذلك يستحق في قطعتك هو بالضبط ما تجيب عنه تجربة مقارنة. لا تحتوي إضافاتنا على أسود الكربون، لذا فإن أي تغيير تقيسه يأتي من الجرافين والحامل.

ما هي إضافة الجرافين؟

إضافة الجرافين هي منتج يُدخل الجرافين إلى مادة أخرى بجرعة منخفضة، كما يفعل الصبغ أو مادة الحشو المقوية. الجرافين هو الجزء الفعّال، أما الحامل المحيط به فهو الذي يحدد ما إذا كان سيمتزج بمنتجك بشكل نظيف.

لماذا يتفوق السائل المشتت مسبقًا على المسحوق. مسحوق الجرافين الجاف خفيف ومُغبِّر وصعب الترطيب، وتميل رقائقه إلى التكتل من جديد. تعمل التكتلات كعيوب، لذلك قد يجعل المسحوق المنتج أسوأ بدلًا من أفضل. نورّد إضافات الجرافين لدينا على شكل سوائل تكون رقائقها مفصولة مسبقًا في حامل يناسب نظامك، فتمتزج باستخدام المعدات التي تعمل بها بالفعل ولا يوجد غبار دقيق يجب التعامل معه. نحن لا نبيع المسحوق أبدًا.

الجرعة. تُستخدم إضافات الجرافين لدينا عادةً بنسبة 1% إلى 7% بالوزن، حسب الاستخدام. الزيادة ليست أفضل دائمًا، لذا يجب أن تشمل التجربة جرعتين أو ثلاث.

التجربة. قارن بمنتج مرجعي تصنعه بالفعل، وغيّر جرعة الإضافة فقط، وأجرِ الاختبارات التي يستخدمها عملاؤك. يقدّم دليلنا حول كيفية إجراء تجربة لإضافة الجرافين ودليلنا حول كيفية اختيار إضافة الجرافين مزيدًا من التفاصيل.

كيف تُجري تجربة

1. اختر درجة مرجعية تصنعها الآن، ذات بيانات اختبار معروفة.
2. أخبرنا بالبوليمر والعملية (البثق أو الحقن أو الصب) والخاصية التي تريد تحسينها.
3. حضّر المرجع وجرعتين أو ثلاث ضمن نطاق 1% إلى 7%، مع إبقاء كل شيء آخر مطابقًا.
4. افحص المعالجة أولًا: مؤشر التدفق والضغط والمظهر.
5. اختبر الخصائص التي تهم عميلك، مثل الشد والصدمة ودرجة الانحراف الحراري أو النفاذية، على قطع مصنوعة بالطريقة نفسها.

أين يُستخدم البلاستيك بالجرافين

تشمل الأهداف الشائعة قطع السيارات وحجرة المحرك، وأغشية التغليف التي تحتاج حاجزًا أفضل، والأنابيب والخزانات، وأغلفة الإلكترونيات التي تحتاج التحكم في الكهرباء الساكنة، والراتنجات المعاد تدويرها التي تحتاج صلابة إضافية. الجرافين أسود، لذا يناسب القطع الداكنة أو الملونة.

لتفاصيل التركيب، اقرأ كيف يُدخل مصنّعو المركّبات الجرافين إلى اللدائن الحرارية والمتصلدة بالحرارة، أو زر صفحة مركّبات البوليمر بالجرافين.

الأسئلة الشائعة

احصل على إضافة الجرافين للبلاستيك

هل أنت مستعد لتجربة الجرافين في منتجك؟ انتقل إلى صفحة إضافة الجرافين للبلاستيك في المتجر للاطلاع على الأحجام ورموز SKU وورقة المواصفات وصحيفة بيانات السلامة، أو تصفّح متجر الجرافين بالكامل. الأسعار والعينات حسب عرض السعر. اتصل على 704-659-3682 أو اطلب عرض سعر أو عينات أو ورقة مواصفات / صحيفة بيانات السلامة.