多层石墨烯改性聚酰亚胺复合涂层在风电叶片防除冰中的应用研究

为解决风电叶片在低温环境下的结冰问题，研究人员通过改进浸渍法将石墨烯(GE)作为导电增强材料引入聚酰亚胺(PI)基体，开发出兼具电加热和疏水功能的多层复合涂层。该涂层可在240秒内达到162°C的平均加热温度，水接触角稳定在106°±0.5°，在-15°C环境下表现出显著除冰效果，电热辐射转换效率高达58.5%，为电子设备防冰领域提供了创新解决方案。

　　

本研究采用改良浸渍工艺，将石墨烯(Graphene, GE)作为导电增强相掺入聚酰亚胺(Polyimide, PI)基体，表面覆盖有机硅涂层构筑多功能复合涂层体系。实验数据显示，该材料在240秒内可实现162°C的快速电致升温，疏水性能表现为106°±0.5°的稳定水接触角。在-15°C的低温模拟环境中，涂层界面处形成的液态水膜使冰层有效剥离，展现出卓越的主动除冰能力。值得注意的是，该体系的电热辐射转换效率突破性地达到58.5%，这种兼具高效电热转换与超疏水特性的GE/PI多层结构，为风力发电机组叶片、航空器表面等需要极端环境防护的领域提供了革命性的材料解决方案。