Funktionaliserad grafenförstärkt beläggning (avslutat)

Syfte och mål

Funktionaliserad grafen har potential att förbättra mekaniska egenskaper hos polymerbundna lågfriktionsbeläggningar och kompositpolymermaterial. Kravet är att grafen är i en så pass funktionaliserad form att den kan dispergeras och kemiskt tvärbindas med bärarpolymermatrisen, vilket ökar slutproduktens mekaniska styrka och hållbarhet.

Partners i projektet är Applied Nano Surfaces (ANS), Flexlink, Chalmers och SHT Smart High-Tech. Flexlink ska förbättra de mekaniska och tribologiska egenskaperna i sina extruderbara polymermaterial. Chalmers tekniska högskola är kunskapsnavet vad gäller grafenteknologi och SHT är ett materialföretag som kan utveckla och leverera funktionaliserad grafen. ANS har utvecklat en rad lågfriktionsbeläggningar, men på grund av ökade prestandakrav måste den mekaniska styrkan och hållbarheten förbättras ytterligare.

Projektet kommer att utvärdera möjligheten att använda funktionaliserad grafen som komposittvärbindare (reaktivt fyllmedel) och strukturförstärkare i polymerer och beläggningar. De mest lovande metoderna för att funktionalisera grafen kommer att undersökas och utvärderas. Syftet med funktionaliseringen är att göra grafen kemiskt tvärbindbar med olika polymermatriser, såsom epoxi och polyuretan.

Resultat

  • Den största utmaningen har varit stabilitet och dispergeringsegenskaper. Framgångsrika resultat erhölls med funktionaliserad grafen, men inte med funktionaliserad grafenoxid.
  • FTIR SEM, TEM och Optiskt mikroskopi har använts vid karakterisering
  • Ett fortsatt arbete har föreslagits för att ytterligare förbättra dispergering och kemisk binding i respektive polymermatris. För ta produkten till marknaden är det nödvändigt med stabila egenskaper. Framställning av material i produktionsvolymer kan göras av de deltagande företagen.
Abstract in English

Functionalized graphene as structural fortifier for polymers and coatings
Functionalized graphene has potential to improve mechanical properties of low friction polymer-bonded coatings and composite polymeric materials. The requirement is that graphene is in such a functionalized form that it can be dispersed and chemically cross-link with the carrier polymer matrix boosting the mechanical strength and durability of the final product. The project will evaluate the feasibility of using functionalized graphene as a composite cross-linker (reactive filler) and structural fortifier in polymers and coatings. The most promising methods to functionalize graphene will be screened and evaluated. The aim is to render graphene chemically cross-linkable with various polymer matrices such as epoxy and polyurethane.

Results
▪ The biggest challenge has been stability and dispersion properties. Successful results were obtained with functionalized graphene, but not with functionalized graphene oxide.
▪ FTIR SEM, TEM and Optical Microscopy have been used in characterization.
▪ Continued work has been proposed to further improve dispersion and chemical bonding in the respective polymer matrix. In order to take the product to market, stable properties are necessary. Production of materials in production volumes can be done by the participating companies.

Utlysning:
Samverkansprojekt för kommersiella tillämpningar med grafen – våren 2018

Projektpartners: Applied Nano Surfaces, SHT Smart High-Tech, Chalmers och Flexlink

Projektledare: Applied Nano Surfaces

E-mail: lena.killander@appliednanosurfaces.com

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: 12 maj 2018 - 30 sept. 2019

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: