Högpresterande och skalbara skräddarsydda grafen-polyolefin nanokompositer

Resultat

Projektet har lagt grunden för en ny klass av massproduktionsfärdiga högpresterande grafenpolymer nanokompositer baserade på en unik typ av tredimensionell hierarkisk reducerad grafenoxid (HrGO). Viktigt är att proceduren för att framställa HrGO-polymer nanokompositer har varit en enkel smältblandningsprocedur med direkt matning, ett steg av yttersta vikt mot industriell skalbarhet.

Nanokompositernas prestanda har inkluderat bedömning av deras elektriska, termiska, mekaniska, reologiska i kombination med svepelektronmikroskopi, små- och vidvinkelröntgenspridning etc. Fokus på multifunktionella egenskaper möjliggör de utvecklade materialsammansättningarna som potentiellt kan tillämpas på full omfattning av grafentillämpningar i polyolefiner. Således har skräddarsydd polymer nanokomposit med överlägsna eller jämförbara elektriska, termiska, mekaniska och kristallisationsegenskaper till befintliga kommersiella storskaliga lösningar som finns tillgängliga på marknaden utvecklats. Bearbetbarhetsöverväganden har täckts genom en grundlig utvärdering av nanokompositernas reologiska egenskaper.

När det gäller att skräddarsy polymerernas och hybridkompositionernas molekylära arkitektur täcker kunskapen som genererats ett brett utbud av lösningar för olika utmaningar inom tillverknings och produktprestanda. Projektet har levererat en svit av högpresterande HrGO polymer nanokompositer redo för massproduktion, väntande marknadsmöjligheter finns tillgängliga.

Abstract in English

High-performance and scalable custom graphene-polyolefin nanocomposites

The project has laid the foundations for a new class of mass-production-ready high performance graphene polymer nanocomposites based on a unique type of three-dimensional hierarchical reduced graphene oxide (HrGO). Importantly, the procedure for preparing HrGO polymer nanocomposites has been a simple direct-feed melt-mixing procedure, a step of utmost importance towards industrial scalability.

The performance of the nanocomposites has included the assessment of their electrical, thermal, mechanical, rheological coupled with scanning electron microscopy, small- and wide-angle X-ray scattering etc. The focus on multifunctional properties enables the developed material compositions potentially applicable to the full extent of graphene applications in polyolefins. Thus, tailored polymer nanocomposite with superior or comparable electrical, thermal, mechanical and crystallization properties to existing commercial large-scale solutions available of the market have been developed.

Processability considerations have been covered through a thorough evaluation of the nanocomposites’ rheological properties. Furthermore, the know-how generated in terms of tailoring the molecular architecture of the polymers and hybrid compositions cover a broad range of solutions for different manufacturing and product performance challenges. The project has delivered a suite of high performance HrGO polymer nanocomposites ready for mass production, pending market opportunities are available.

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar med grafen – hösten 2018

Projektpartners: Chalmers, Borealis och Hot Disk

Projektledare: Roland Kádár, Chalmers

Projektform: Forsknings- och innovationsprojekt

Bidrag: 2 455 000 kr

Projektets löptid: November 2018 - december 2021

Relaterade styrkeområden: