Přestože je grafen často označován jako „The Panacea“, je nepopiratelné, že má vynikající optické, elektrické a mechanické vlastnosti, a proto se toto odvětví tak nadšeně rozptýlí jako nanofiller v polymerech nebo anorganické matrici. Přestože nemá legendární účinek „přeměny kamene na zlato“, může také zlepšit část výkonu matice v určitém rozsahu a rozšířit jeho aplikační rozsah.

V současné době lze běžné grafenové kompozitní materiály rozdělit hlavně na polymerní a keramické. Existuje více studií o prvním.

Epoxidová pryskyřice (EP), jako běžně používaná pryskyřičná matrice, má vynikající adhezní vlastnosti, mechanickou pevnost, tepelnou odolnost a dielektrické vlastnosti, ale po vytvrzení obsahuje velké množství epoxidových skupin a hustota zesíťování je příliš vysoká, takže získané produkty jsou křehké a špatné dopadné a tepelné vodivosti. Grafen je nejtěžší látka na světě a má vynikající elektrickou a tepelnou vodivost. Složený materiál vytvořený složeným grafenem a EP má proto výhody obou a má dobrou aplikační hodnotu.

     Nano grafenmá velkou povrchovou plochu a disperze grafenu na molekulární úrovni může tvořit silné rozhraní s polymerem. Funkční skupiny, jako jsou hydroxylové skupiny a výrobní proces, proměňují grafen na vrásčený stav. Tyto nepravidelnosti nanočástic zvyšují interakci mezi řetězci grafenu a polymeru. Povrch funkcionalizovaného grafenu obsahuje hydroxyl, karboxyl a další chemické skupiny, které mohou tvořit silné vodíkové vazby s polárními polymery, jako je polymethylmethakrylát. Graphene má jedinečnou dvourozměrnou strukturu a mnoho vynikajících vlastností a má skvělý aplikační potenciál při zlepšování tepelných, elektromagnetických a mechanických vlastností EP.

1. grafen v epoxidových pryskyřicích - zlepšení elektromagnetických vlastností

Graphene má vynikající elektrickou vodivost a elektromagnetické vlastnosti a má vlastnosti nízké dávky a vysoké účinnosti. Je to potenciální vodivý modifikátor pro EP epoxidovou pryskyřici. Vědci zavedli povrchově ošetřené Go do EP tepelnou polymerací in-situ. Komplexní vlastnosti odpovídajících kompozitů GO/EP (jako jsou mechanické, elektrické a tepelné vlastnosti atd.) Byly významně zlepšeny a elektrická vodivost byla zvýšena o 6,5 řádově.

Modifikovaný grafen je složen s epoxidovou pryskyřicí a přidává 2%modifikovaného grafenu, skladovací modul epoxidového kompozitního materiálu se zvyšuje o 113%, přidává 4%, což se zvyšuje o 38%. Odolnost čisté pryskyřice EP je 10^17 ohm.cm a odpor klesne o 6,5 řády po přidání oxidu grafenu.

2. Aplikace grafenu v epoxidové pryskyřici - tepelná vodivost

PřidáníUhlíkové nanotrubice (CNT)a grafen k epoxidové pryskyřici při přidání 20 % CNT a 20 % GNP může tepelná vodivost kompozitního materiálu dosáhnout 7,3 W/MK.

3. Aplikace grafenu v epoxidové pryskyřici - zpoždění hoření

Při přidání 5%hmotn. Organického funkcionalizovaného oxidu grafenu se hodnota retardéru hoření zvýšila o 23,7%a při přidání 5%hmotn. Se zvýšila o 43,9%.

Graphene má vlastnosti vynikající rigidity, rozměrové stability a houževnatosti. Jako modifikátor EP epoxidové pryskyřice může výrazně zlepšit mechanické vlastnosti kompozitních materiálů a překonat velké množství běžných anorganických plniv a nízké účinnosti modifikace a další nedostatky. Vědci použili chemicky modifikované nanokompozity GO/EP. Když W (GO) = 0,0375%, pevnost v tlaku a houževnatost odpovídajících kompozitů se zvýšila o 48,3% a 1185,2%. Vědci studovali modifikační účinek odolnosti proti únavě a houževnatosti systému GO/EP: když W (GO) = 0,1%, modul tahu kompozitu se zvýšil asi o 12%; Když W (GO) = 1,0%, byla tuhost a pevnost kompozitu zvýšena o 12%a 23%.