【复材视界】全球首个商业型石墨烯增强纤维复合材料游泳池问世，可使水扩散系数下降10倍

澳大利亚水上休闲技术公司（Aquatic Leisure Technologies，ALT）最近推出了全球第一个石墨烯增强玻璃纤维增强复合材料（GFRP）游泳池。该公司表示，通过使用石墨烯改性树脂与传统GFRP制造结合起来得到的石墨烯纳米技术游泳池比传统GFRP水池更轻、更坚固、更耐用。

2018年，ALT 与项目合作伙伴和西澳公司First Graphene（FG）接洽，后者是一家高性能石墨烯产品供应商。在制造GFRP游泳池40多年后，ALT 一直在寻找更好的吸湿解决方案。虽然GFRP水池内部有双层胶衣层保护，但外部很容易受到来自周围土壤的水分的影响。

First Graphene复合材料商业经理Neil Armstrong介绍：GFRP 系统容易吸收水分，因为它们含有反应性基团，可以通过水解与吸收的水反应，导致水分进入基体，并有可能发生渗透起泡。制造商采用各种策略来减少 GFRP 水池外部的水渗透，例如在层压结构中添加乙烯基酯阻隔层。然而，ALT希望有一个更坚固的选择，并可增加抗弯强度，以帮助其水池保持其形状，并承受来自回填物的压力以及静水压力或水动力负载。

虽然 First Graphene公司帮助创造了用于海洋工业和水存储系统的石墨烯填充GFRP层压材料，但游泳池尚属于新领域。为了确定泳池用PureGRAPH®石墨烯纳米片粉末的理想配方，该公司进行了弯曲强度和防水性测试。Armstrong介绍：我们尝试了不同的等级和浓度，来确定最适合加入树脂的混合物。

几个月内，该公司证明，将少量 PureGRAPH与聚酯苯乙烯树脂和短切玻璃纤维增强材料混合，生产出的 GFRP 重量更轻、强度提高 30%，并且更不易受水扩散的影响。石墨烯的加入使水扩散系数降低了10倍。

该公司的第一项任务是寻找能够有效地将 PureGRAPH粉末掺入树脂中的设备。ALT发明了一种正在申请专利的工艺，以减小石墨烯团聚的尺寸，并将石墨烯均匀地分散在整个树脂基体中。由于 COVID-19 影响，生产和运输延迟使其商业化推迟了近一年，因为该公司需要等待专业混合设备到货。在将该设备并入其生产线并为石墨烯粉末材料制定安全处理程序后，ALT 于 今年5 月推出了第一个石墨烯注入池。

Armstrong介绍说，对额外设备的需求以及不愿意处理粉末材料可能会给一些公司造成障碍。因此，First Graphene正在开发一种液体 PureGRAPH 产品，并发布了一系列用于其他应用的水性浆料。最终该公司希望树脂制造商将 PureGRAPH 整合到解决方案中。

与此同时，ALT 董事总经理 Lynley Papineau 对新的 GFRP 材料感到满意，并指出通过将PureGRAPH应用到游泳池系列产品中，标志着预成型玻璃纤维复合材料游泳池进入了一个新时代，它可以具有更高的强度、耐用性、耐水性和耐化学性。

据悉，ALT计划在澳大利亚、新西兰和美国推广其石墨烯纳米技术水池。最初的几年里，ALT 和First Graphene 将签订独家供应合同。随着时间的推移，First Graphene预计石墨烯 GFRP 技术将应用于休闲泳池行业以及海洋、水工程和运动设备市场。

此外，目前其他的创新型结构包括石墨烯增强GFRP冲浪板和第一艘石墨烯增强型船（由澳大利亚珀斯的 Ascent Shipwrights 建造）正在进行海上试验。