على الرغم من أن الجرافين يُطلق عليه غالبًا اسم "العلاج الشافي"، إلا أنه لا يمكن إنكار أنه يتمتع بخصائص بصرية وكهربائية وميكانيكية ممتازة، ولهذا السبب تحرص الصناعة على تشتيت الجرافين باعتباره مادة حشو نانوية في البوليمرات أو المصفوفة غير العضوية. على الرغم من أنه ليس له التأثير الأسطوري المتمثل في "تحويل الحجر إلى ذهب"، إلا أنه يمكنه أيضًا تحسين جزء من أداء المصفوفة ضمن نطاق معين وتوسيع نطاق تطبيقه.

 

في الوقت الحاضر، يمكن تقسيم المواد المركبة من الجرافين بشكل رئيسي إلى البوليمر والسيراميك. هناك المزيد من الدراسات حول السابق.

 

راتنجات الايبوكسي (EP)، باعتبارها مصفوفة راتنجية شائعة الاستخدام، لديها خصائص التصاق ممتازة، وقوة ميكانيكية، ومقاومة للحرارة وخصائص عازلة، ولكنها تحتوي على عدد كبير من مجموعات الايبوكسي بعد المعالجة، وكثافة التشابك عالية جدًا، وبالتالي يتم الحصول عليها المنتجات هشة ولها مقاومة ضعيفة للصدمات والتوصيل الكهربائي والحراري. الجرافين هو أصلب مادة في العالم وله موصلية كهربائية وحرارية ممتازة. لذلك، فإن المادة المركبة المصنوعة من خلال تركيب الجرافين وEP تتمتع بمزايا كليهما ولها قيمة تطبيقية جيدة.

 

     نانو جرافينيحتوي على مساحة سطح كبيرة، ويمكن أن يشكل تشتت الجرافين على المستوى الجزيئي واجهة قوية مع البوليمر. المجموعات الوظيفية مثل مجموعات الهيدروكسيل وعملية الإنتاج ستحول الجرافين إلى حالة مجعدة. تعمل هذه المخالفات النانوية على تعزيز التفاعل بين سلاسل الجرافين والبوليمر. يحتوي سطح الجرافين الوظيفي على الهيدروكسيل، والكربوكسيل، ومجموعات كيميائية أخرى، والتي يمكن أن تشكل روابط هيدروجينية قوية مع البوليمرات القطبية، مثل بولي ميثيل ميثاكريلات. يتمتع الجرافين ببنية فريدة ثنائية الأبعاد والعديد من الخصائص الممتازة، وله إمكانات تطبيقية كبيرة في تحسين الخواص الحرارية والكهرومغناطيسية والميكانيكية للـ EP.

 

1. الجرافين في راتنجات الايبوكسي – تحسين الخواص الكهرومغناطيسية

يتمتع الجرافين بموصلية كهربائية ممتازة وخصائص كهرومغناطيسية، وله خصائص الجرعة المنخفضة والكفاءة العالية. وهو معدل موصل محتمل لراتنجات الايبوكسي EP. أدخل الباحثون مادة GO المعالجة سطحيًا إلى EP عن طريق البلمرة الحرارية في الموقع. تم تحسين الخصائص الشاملة لمركبات GO/EP المقابلة (مثل الخواص الميكانيكية والكهربائية والحرارية، وما إلى ذلك) بشكل كبير، وتمت زيادة التوصيل الكهربائي بمقدار 6.5 درجة.

 

يتم تركيب الجرافين المعدل مع راتنجات الإيبوكسي، مع إضافة 2% من الجرافين المعدل، ويزداد معامل تخزين المواد المركبة الإيبوكسي بنسبة 113%، بإضافة 4%، وتزيد القوة بنسبة 38%. تبلغ مقاومة راتينج EP النقي 10^17 أوم.سم، وتنخفض المقاومة بمقدار 6.5 أوامر من حيث الحجم بعد إضافة أكسيد الجرافين.

 

2. تطبيق الجرافين في راتنجات الايبوكسي – التوصيل الحراري

اضافةأنابيب الكربون النانوية (CNTs)والجرافين إلى راتنجات الإيبوكسي، عند إضافة 20% من الأنابيب النانوية الكربونية و20% من الناتج القومي الإجمالي، يمكن أن تصل الموصلية الحرارية للمادة المركبة إلى 7.3 وات/م ك.

 

3. تطبيق الجرافين في راتنجات الايبوكسي – مثبطات اللهب

عند إضافة 5% بالوزن من أكسيد الجرافين العضوي، زادت قيمة مثبطات اللهب بنسبة 23.7%، وعند إضافة 5% بالوزن، زادت بنسبة 43.9%.

 

يتميز الجرافين بخصائص الصلابة الممتازة واستقرار الأبعاد والمتانة. كمعدل لراتنجات الايبوكسي EP، يمكنه تحسين الخواص الميكانيكية للمواد المركبة بشكل كبير، والتغلب على الكمية الكبيرة من الحشوات غير العضوية العادية وكفاءة التعديل المنخفضة وأوجه القصور الأخرى. قام الباحثون بتطبيق مركبات نانوية GO/EP معدلة كيميائيًا. عندما w(GO)=0.0375%، زادت قوة الضغط والمتانة للمركبات المقابلة بنسبة 48.3% و1185.2% على التوالي. درس العلماء تأثير التعديل لمقاومة التعب والمتانة لنظام GO/EP: عندما يكون w(GO) = 0.1%، يزداد معامل الشد للمركب بحوالي 12%؛ عندما w(GO) = 1.0%، تم زيادة صلابة الانحناء وقوة المركب بنسبة 12% و 23% على التوالي.

 


وقت النشر: 21 فبراير 2022

أرسل رسالتك إلينا:

اكتب رسالتك هنا وأرسلها لنا