Högpresterande och skalbara skräddarsydda grafen-polyolefin nanokompositer

Syfte och mål

Detta FoI-projekt kommer att utveckla skalbara processer och materialkompositioner för en ny klass av högfunktionella nanokompositer av grafen och polyolefiner. Projektet har ett brett omfång och förväntas ha en betydande marknadspotential. Nanokompositerna kommer att baseras på en unik typ av specialdesignade grafenmaterial, som erbjuder enastående potential som fyllmedel i polyolefiner.

I detta projekt kommer vi att försöka utveckla högpresterande specialdesignade grafenpolymernanokompositer, med industriellt skalbara bearbetningstekniker. Projektet kommer att testa effekten av bearbetningsbetingelser, till exempel höga skjuvhastigheter, extensionshastigheter, tryck, flödeshistorik, etc, som motsvarar massproduktionsbehandlingstekniker, till exempel extrudering och formsprutning.

Fyllnadsorientering, dispersion och nätverksbildningsdynamik kommer att utvärderas angående förbättrad kompositprestanda. Sådan utveckling kommer att vara avgörande för att säkerställa hög prestanda och reproducerbarhet för framtida storskalig produktion. Ett brett spektrum av karakteriseringstekniker kommer att utföras genom de kombinerade insatserna hos projektpartnerna.

Deltagande partners är Chalmers, som har starka kompetenser i grafenpolymerer och nanokompositer, polyolefinföretaget Borealis AB samt SME-företaget Hot Disk AB, en världsledande instrumenttillverkare. Tillsammans har branschpartnerna potential att utveckla massproduktionen av unika nanokompositer, samt kvalitetsstyrningsprocedurer för tillämpningar inom halvledare, thermal management, och mekanisk förstärkning, liksom andra industriellt relevanta tillämpningar.

Abstract in english

High-performance and scalable custom graphene-polyolefin nanocomposites

This R&D project will develop scalable processes and material compositions for a new class of highly functional nanocomposites of graphene and polyolefins. The project has a wide scope and is expected to have a significant market potential. The nanocomposites will be based on a unique type of specially designed graphene materials, which offer outstanding potential as fillers in polyolefins.

In this project we will try to develop high-performance specially designed graphene polymer nanocomposites, with industrially scalable processing techniques. The project will test the effect of processing conditions, such as high shear rates, extension rates, pressures, flow history, etc., which correspond to mass production processing techniques, such as extrusion and injection molding.

Filling orientation, dispersion and network formation dynamics will be evaluated for improved composite performance. Such development will be crucial to ensure high performance and reproducibility for future large-scale production. A wide range of characterisation techniques will be performed through the combined efforts of the project partners.

Participating partners are Chalmers, who has strong competencies in graphene polymers and nanocomposites, the polyolefin company Borealis AB and the SME company Hot Disk AB, a world-leading instrument manufacturer. Together, the industry partners have the potential to develop the mass production of unique nanocomposites, as well as quality management procedures for applications in semiconductors, thermal management, and mechanical reinforcement, as well as other industrially relevant applications.

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar med grafen – hösten 2018

Projektpartners: Chalmers tekniska högskola, Borealis och Hot Disk

Projektledare: Roland Kádár

E-mail: roland.kadar@chalmers.se

Bidrag: 2 455 000 kr

Projektets löptid: 30 nov 2018 - 28 feb 2021

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: