石墨烯PLA復材怎麼做到耐高溫_復材 (#6) *完成小試

2015-5-4

這篇來談26類應用技術第五類_PLA耐高溫復材，反正，我會讓大家相信志陽科技就是全球第一。當別人還在用氧化還原法製備石墨烯前驅物時，我們不僅物性優於 1,000 倍、成本低於1╱40﹔當同業還在困擾石墨烯前驅物只能做復材及塗料時，我們已經有超過 40 款應用技術可以發表。反觀大陸在石墨烯的發展還是比較進步的，套句前段時間台灣人最夯的話，這不是世界第一，甚麼是世界第一。

好的，往自己臉上貼金的工作做完了，接下來我們來談談石墨烯複合材料。一般而言，複合材料包括高分子系、金屬系及陶瓷系，我又把金屬系歸納成複合金屬，而陶瓷編到無機材料上。高分子系又包括塑料、橡膠、纖維及樹脂，又把纖維拉出來單獨做一類 (包括碳纖維、玻璃纖維)。這篇就單純談高分子這塊。

過去，我分別完成石墨烯／PA66 復材 (導電性)及石墨烯／PLA (耐高溫)的試樣，以 PA66 已經提升到 10E(7~8) 歐姆，這還是參考前面提到的導電機轉，我們在這一篇討論 PLA 的應用技術。PLA(聚乳膠塑料) 在有足夠的濕度、氧氣與適當微生物存在的自然掩埋或堆肥環境中，可被微生物所代謝分解產生水和二氧化碳或甲烷，對環境危害較小。但卻很難搞，從物性有兩大缺點，第一，無法在高溫上使用﹔第二，常溫下成硬且脆，機械強度低於大部分泛用塑料。

我們製備了 GO╱PLA 復材，系運用兩個機轉，第一，提高 Tg 及 Tm。PLA 分子練與石墨烯表面相互形成機械互鎖，或透過氫鍵或靜電引力限制了鏈段運動﹔第二，加快結晶過程。此時 GO 並未改變 PLA 結晶結構與過程，但起了異相成核的作用。

機轉知道了，Let』s go！且慢，第一次試樣我們忽略了 PLA 水解的力量，把 PLA 母粒熔融後以為逐次少量加水讓他分散均勻，結果透過觀察 SEM 發現根本沒有鏈結才發現我們以石墨烯水溶液無官能基與分子鏈結合，玻璃轉換溫度提高 10℃，但抗拉強度少了4.6%。原來以石墨烯而不是石墨烯氧化物就犯了第一個錯誤。

nn只好再翻文獻及專利發現，很多研究都是使用 DMF、氯仿及 THF，雖然都是有毒物質，挑了THF因為還沒被管制到。做 GO╱THF 很辛苦，前後順序或時間抓不準就變成一塊塊的，最後還好如願做出石墨烯／PLA 復材，Tg 總算提升超過 80℃，那是 2014 年 6 月的實驗，因為我還在擔心 THF 什麼時候會被列為管制物質。這就要說到石墨烯無法商品化的第五個原因﹕實驗室成果是理想狀態下萬中選一。從實驗室到量產是個鴻溝，請大家多點良心，把東西做出來有用、能用才是王道呀。而我們在高分子復材布局的商品包括﹕導電 PA66、耐高溫 PLA 及 PET 等。
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