澳大利亞水上休閑技術(shù)公司(Aquatic Leisure Technologies，ALT)最近推出了全球第一個石墨烯增強玻璃纖維增強復合材料(GFRP)游泳池。該公司表示，通過使用石墨烯改性樹脂與傳統(tǒng)GFRP制造結(jié)合起來得到的石墨烯納米技術(shù)游泳池比傳統(tǒng)GFRP水池更輕、更堅固、更耐用。
2018年，ALT 與項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產(chǎn)品供應(yīng)商。在制造GFRP游泳池40多年后，ALT 一直在尋找更好的吸濕解決方案。雖然GFRP水池內(nèi)部有雙層膠衣層保護，但外部很容易受到來自周圍土壤的水分的影響。First Graphene復合材料商業(yè)經(jīng)理Neil Armstrong介紹：GFRP 系統(tǒng)容易吸收水分，因為它們含有反應(yīng)性基團，可以通過水解與吸收的水反應(yīng)，導致水分進入基體，并有可能發(fā)生滲透起泡。制造商采用各種策略來減少 GFRP 水池外部的水滲透，例如在層壓結(jié)構(gòu)中添加乙烯基酯阻隔層。然而，ALT希望有一個更堅固的選擇，并可增加抗彎強度，以幫助其水池保持其形狀，并承受來自回填物的壓力以及靜水壓力或水動力負載。
雖然 First Graphene公司幫助創(chuàng)造了用于海洋工業(yè)和水存儲系統(tǒng)的石墨烯填充GFRP層壓材料，但游泳池尚屬于新領(lǐng)域。為了確定泳池用PureGRAPH?石墨烯納米片粉末的理想配方，該公司進行了彎曲強度和防水性測試。Armstrong介紹：我們嘗試了不同的等級和濃度，來確定最適合加入樹脂的混合物。幾個月內(nèi)，該公司證明，將少量 PureGRAPH與聚酯苯乙烯樹脂和短切玻璃纖維增強材料混合，生產(chǎn)出的 GFRP 重量更輕、強度提高 30%，并且更不易受水擴散的影響。石墨烯的加入使水擴散系數(shù)降低了10倍。
該公司的第一項任務(wù)是尋找能夠有效地將 PureGRAPH粉末摻入樹脂中的設(shè)備。ALT發(fā)明了一種正在申請專利的工藝，以減小石墨烯團聚的尺寸，并將石墨烯均勻地分散在整個樹脂基體中。由于 COVID-19 影響，生產(chǎn)和運輸延遲使其商業(yè)化推遲了近一年，因為該公司需要等待專業(yè)混合設(shè)備到貨。在將該設(shè)備并入其生產(chǎn)線并為石墨烯粉末材料制定安全處理程序后，ALT 于 今年5 月推出了第一個石墨烯注入池。Armstrong介紹說，對額外設(shè)備的需求以及不愿意處理粉末材料可能會給一些公司造成障礙。因此，F(xiàn)irst Graphene正在開發(fā)一種液體 PureGRAPH 產(chǎn)品，并發(fā)布了一系列用于其他應(yīng)用的水性漿料。最終該公司希望樹脂制造商將 PureGRAPH 整合到解決方案中。
與此同時，ALT 董事總經(jīng)理 Lynley Papineau 對新的 GFRP 材料感到滿意，并指出通過將PureGRAPH應(yīng)用到游泳池系列產(chǎn)品中，標志著預成型玻璃纖維復合材料游泳池進入了一個新時代，它可以具有更高的強度、耐用性、耐水性和耐化學性。
據(jù)悉，ALT計劃在澳大利亞、新西蘭和美國推廣其石墨烯納米技術(shù)水池。最初的幾年里，ALT 和First Graphene 將簽訂獨家供應(yīng)合同。隨著時間的推移，F(xiàn)irst Graphene預計石墨烯 GFRP 技術(shù)將應(yīng)用于休閑泳池行業(yè)以及海洋、水工程和運動設(shè)備市場。
此外，目前其他的創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)包括石墨烯增強GFRP沖浪板和第一艘石墨烯增強型船(由澳大利亞珀斯的 Ascent Shipwrights 建造)正在進行海上試驗。
