大部分塑料因自身高絕緣性，傳統是被作為絕緣材料使用。隨著(zhù)電子工業(yè)的發(fā)展，抗靜電、導電、抗電磁干擾屏蔽、電磁波吸收等技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，市場(chǎng)對塑料提出了高導電性能的要求。

導電塑料是將塑料作為基材和各種導電添加劑混合，用傳統塑料的成型方法加工而成的功能型高分子材料，導電塑料實(shí)現了從絕緣體到半導體再到導體的巨大變化。與傳統的金屬材料相比，它具有重量輕、易成型、耐腐蝕、可回收、電阻率大范圍調節等特點(diǎn)，并可以方便地通過(guò)配方設計復合成種類(lèi)繁多，應用領(lǐng)域廣泛的材料。導電塑料按照導電性能可分為：防靜電體、導電體和高導電體;按制作方法可分為結構型導電塑料和復合型導電塑料;按用途可分為抗靜電材料、導電材料和電磁波屏蔽材料。其中用途最廣和使用量最大的，是以碳系導電物質(zhì)為添加劑，用傳統塑料的方式進(jìn)行混煉加工的碳系物填充導電塑料。

可以用于導電塑料的碳系填充物，包括導電炭黑、乙炔黑、碳納米管、石墨烯等。爐法導電炭黑和乙炔黑是最傳統導電碳材料，光是中國國內每年生產(chǎn)量超過(guò)數萬(wàn)噸，生產(chǎn)廠(chǎng)家眾多。爐法導電炭黑和乙炔黑為代表的炭黑導電塑料，因為價(jià)格低，用量最大。導電炭黑根據不同規格，價(jià)格在10-200元每公斤，進(jìn)口普通導電炭黑在40-80元每公斤。目前我國電線(xiàn)電纜用導電炭黑的市場(chǎng)容量約為3.8萬(wàn)噸左右，導電涂料、電子元件、抗靜電油墨、導電膜等領(lǐng)域導電炭黑的需求量約為2萬(wàn)噸左右。隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟及各行業(yè)的不斷發(fā)展，導電炭黑的應用水平不斷提高，導電炭黑生產(chǎn)量每年都在增加。但是為了達到所需要的導電效果，通常國產(chǎn)導電炭黑需要填充15-30%在塑料里，進(jìn)口導電炭黑需要填充10%左右在塑料里，導致塑料力學(xué)性能損失較大，而且表面容易掉炭黑顆粒。

碳納米管和石墨烯是新一代碳系導電材料，突出優(yōu)點(diǎn)是填充量比炭黑少，對塑料的力學(xué)性能損傷小。碳納米管是由單層石墨片卷曲而成的無(wú)縫中空管子，管子的外徑1-50納米，長(cháng)度幾微米到上百微米。國產(chǎn)碳納米管導電性和分散性比進(jìn)口的差，導致填充量大，加工性能差，性?xún)r(jià)比低，處于價(jià)值鏈的低端。以使用量較大的歐洲某碳納米管公司產(chǎn)品為例，使用通用的塑料加工方法和設備填充2%wt在PC塑料里，就可以達到表面電阻率104Ohm/sq，加工性能較好。其添加量，只要傳統炭黑填料的1/5-1/15，性能突出。

碳納米管應用于導電塑料存在的問(wèn)題是，碳納米管是一維材料，碳納米管彼此之間有巨大的范德華力內聚力。通常在生產(chǎn)設備出來(lái)是高度團聚的糾纏狀態(tài)，需要特殊技術(shù)才能分散開(kāi)，獲得所需的導電效果。國產(chǎn)低端碳納米管通常需要添加3-8%在塑料里才能達到與國外公司相同效果，而且直接使用通用的塑料加工方法得到的國產(chǎn)碳納米管導電塑料，表面不光滑，有凸點(diǎn)。國外公司有專(zhuān)利技術(shù)、專(zhuān)用設備、保密分散劑等對碳納米管進(jìn)行專(zhuān)業(yè)加工，所以國內碳納米管導電塑料技術(shù)落后于外國。因為應用技術(shù)水平低、分散性難解決和價(jià)格等原因，在國內碳納米管導電塑料的使用目前還較少見(jiàn)，還是以炭黑系的導電塑料為主。

石墨烯是頂著(zhù)明星光環(huán)，閃耀登場(chǎng)的新一代導電碳材料。理論上石墨烯擁有奇異的物理結構，從而具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)特性。自2010年石墨烯的發(fā)現者獲得諾貝爾獎后，石墨烯的研究與炒作在國內呈星火燎原之勢，越燒越旺。此外，中國的石墨產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的45%左右，我國的石墨儲量、產(chǎn)量及出口量均居世界之首?；诤?jiǎn)單的推理，聯(lián)想到中國擁有世界最大的石墨礦產(chǎn)儲量，以及石墨與石墨烯之間的理論關(guān)聯(lián)，在國內的多個(gè)城市包括無(wú)錫、常州、青島、西安、寧波和重慶，已經(jīng)投入巨資建立了多個(gè)石墨烯產(chǎn)業(yè)園。不過(guò)，目前市場(chǎng)上還很少有石墨烯的大噸位工業(yè)應用，已經(jīng)搭好的石墨烯產(chǎn)業(yè)園平臺還得不到有效利用，已成立的石墨烯公司大部分處于虧損狀態(tài)。實(shí)際上以通用石墨礦物為原料，很難大批量獲得高品質(zhì)、高導電性石墨烯材料，使用化學(xué)氣相沉積法能獲得高品質(zhì)、高導電性石墨烯。

從技術(shù)上分析，通常石墨烯粉體因為是二維平面片層結構，受到外力擠壓的時(shí)候，很容易片層之間二次疊合，恢復石墨的本性，從而丟失石墨烯的特性，這也導致石墨烯粉體很難和傳統塑料加工兼容，不易通過(guò)雙螺桿擠出機直接加工的方式，得到石墨烯填充導電塑料。筆者嘗試過(guò)多家公司和多種類(lèi)型石墨烯，直接和塑料一起混煉的話(huà)，通常需要3-8%填充量才能達到導電性。石墨烯價(jià)格比碳納米管貴，填充量又比碳納米管多，目前在導電塑料領(lǐng)域應用很少見(jiàn)。

只有具備高導電性石墨烯片層結構的納米碳材料，才能具有理論預測的優(yōu)異高導電特性，才有可能開(kāi)發(fā)出巨大的下游應用市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)多年理論和工廠(chǎng)實(shí)踐，通過(guò)借鑒傳統碳材料――導電炭黑、碳纖維、活性炭等材料的工藝原理，趙社濤創(chuàng )新開(kāi)發(fā)了超高導電性納米碳材料量產(chǎn)工藝。通過(guò)一定工藝條件下，控制納米碳材料生成三維石墨烯結構，即可大批量低成本制成超高導電性納米碳材料。