Selvom grafen ofte kaldes "universalmidlet", er det ubestrideligt, at det har fremragende optiske, elektriske og mekaniske egenskaber, hvilket er grunden til, at industrien er så opsat på at sprede grafen som en nanofiller i polymerer eller uorganisk matrice.Selvom det ikke har den legendariske effekt at "vende en sten til guld", kan det også forbedre en del af matrixens ydeevne inden for et bestemt område og udvide dets anvendelsesområde.

På nuværende tidspunkt kan de almindelige grafenkompositmaterialer hovedsageligt opdeles i polymerbaserede og keramiske baserede.Der er flere undersøgelser om førstnævnte.

Epoxyharpiks (EP), som en almindeligt anvendt harpiksmatrix, har fremragende vedhæftningsegenskaber, mekanisk styrke, varmebestandighed og dielektriske egenskaber, men den indeholder et stort antal epoxygrupper efter hærdning, og tværbindingstætheden er for høj, så den opnåede produkter er skøre og har dårlig slagfasthed, elektrisk og termisk ledningsevne.Grafen er det hårdeste stof i verden og har fremragende elektrisk og termisk ledningsevne.Derfor har kompositmaterialet fremstillet ved at blande grafen og EP fordelene ved begge dele og har god anvendelsesværdi.

     Nano grafenhar et stort overfladeareal, og spredningen på molekylært niveau af grafen kan danne en stærk grænseflade med polymeren.Funktionelle grupper såsom hydroxylgrupper og produktionsprocessen vil gøre grafen til en rynket tilstand.Disse uregelmæssigheder i nanoskala øger interaktionen mellem grafen og polymerkæder.Overfladen af ​​funktionaliseret grafen indeholder hydroxyl, carboxyl og andre kemiske grupper, som kan danne stærke hydrogenbindinger med polære polymerer såsom polymethylmethacrylat.Grafen har en unik todimensionel struktur og mange fremragende egenskaber og har et stort anvendelsespotentiale til at forbedre de termiske, elektromagnetiske og mekaniske egenskaber af EP.

1. Grafen i epoxyharpikser – forbedrer elektromagnetiske egenskaber

Grafen har fremragende elektrisk ledningsevne og elektromagnetiske egenskaber og har egenskaberne lav dosering og høj effektivitet.Det er en potentiel ledende modifikator til epoxyharpiks EP.Forskerne introducerede overfladebehandlet GO i EP ved in-situ termisk polymerisation.De omfattende egenskaber af de tilsvarende GO/EP-kompositter (såsom mekaniske, elektriske og termiske egenskaber osv.) blev væsentligt forbedret, og den elektriske ledningsevne blev øget med 6,5 størrelsesorden.

Modificeret grafen er blandet med epoxyharpiks, der tilføjer 2% modificeret grafen, lagringsmodulet for epoxykompositmateriale øges med 113%, tilføjer 4%, styrken øges med 38%.Modstanden for ren EP-harpiks er 10^17 ohm.cm, og modstanden falder med 6,5 størrelsesordener efter tilsætning af grafenoxid.

2. Anvendelse af grafen i epoxyharpiks – termisk ledningsevne

Tilføjelsekulstof nanorør (CNT'er)og grafen til epoxyharpiks, når der tilføjes 20 % CNT'er og 20% ​​GNP'er, kan den termiske ledningsevne af kompositmaterialet nå 7,3 W/mK.

3. Anvendelse af grafen i epoxyharpiks – flammehæmmende

Ved tilsætning af 5 vægt% organisk funktionaliseret grafenoxid steg den flammehæmmende værdi med 23,7%, og ved tilsætning af 5 vægt% steg den med 43,9%.

Grafen har egenskaberne fremragende stivhed, dimensionsstabilitet og sejhed.Som en modifikator af epoxyharpiks EP kan den forbedre de mekaniske egenskaber af kompositmaterialer betydeligt og overvinde den store mængde af almindelige uorganiske fyldstoffer og lav modifikationseffektivitet og andre mangler.Forskerne anvendte kemisk modificerede GO/EP nanokompositter.Når w(GO)=0,0375 % steg trykstyrken og sejheden af ​​de tilsvarende kompositter med henholdsvis 48,3 % og 1185,2 %.Forskerne undersøgte modifikationseffekten af ​​træthedsmodstand og sejhed af GO/EP-systemet: når w(GO) = 0,1 %, steg kompositmaterialets trækmodul med omkring 12 %;når w(GO) = 1,0 %, blev bøjningsstivheden og styrken af ​​kompositten øget med henholdsvis 12 % og 23 %.