Αν και το γραφένιο αποκαλείται συχνά «πανάκεια», είναι αναμφισβήτητο ότι έχει εξαιρετικές οπτικές, ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες, γι' αυτό η βιομηχανία είναι τόσο πρόθυμη να διασπείρει το γραφένιο ως νανοπληρωτικό σε πολυμερή ή ανόργανη μήτρα.Αν και δεν έχει το θρυλικό αποτέλεσμα της «μετατροπής μιας πέτρας σε χρυσό», μπορεί επίσης να βελτιώσει μέρος της απόδοσης της μήτρας σε ένα συγκεκριμένο εύρος και να επεκτείνει το εύρος εφαρμογής της.

Επί του παρόντος, τα κοινά σύνθετα υλικά γραφενίου μπορούν να χωριστούν κυρίως σε πολυμερή και κεραμικά.Υπάρχουν περισσότερες μελέτες για το πρώτο.

Η εποξειδική ρητίνη (EP), ως ευρέως χρησιμοποιούμενη μήτρα ρητίνης, έχει εξαιρετικές ιδιότητες πρόσφυσης, μηχανική αντοχή, αντίσταση στη θερμότητα και διηλεκτρικές ιδιότητες, αλλά περιέχει μεγάλο αριθμό εποξειδικών ομάδων μετά τη σκλήρυνση και η πυκνότητα διασταύρωσης είναι πολύ υψηλή, επομένως το λαμβανόμενο Τα προϊόντα είναι εύθραυστα και έχουν χαμηλή αντοχή στην κρούση, ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα.Το γραφένιο είναι η σκληρότερη ουσία στον κόσμο και έχει εξαιρετική ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα.Επομένως, το σύνθετο υλικό που κατασκευάζεται με τη σύνθεση γραφενίου και EP έχει τα πλεονεκτήματα και των δύο και έχει καλή εφαρμογή.

     Νανο Γραφένιοέχει μεγάλη επιφάνεια και η διασπορά του γραφενίου σε μοριακό επίπεδο μπορεί να σχηματίσει μια ισχυρή διεπαφή με το πολυμερές.Λειτουργικές ομάδες όπως οι υδροξυλομάδες και η διαδικασία παραγωγής θα μετατρέψουν το γραφένιο σε ζαρωμένη κατάσταση.Αυτές οι ανωμαλίες νανοκλίμακας ενισχύουν την αλληλεπίδραση μεταξύ των αλυσίδων γραφενίου και πολυμερών.Η επιφάνεια του λειτουργοποιημένου γραφενίου περιέχει υδροξύλιο, καρβοξυλικό και άλλες χημικές ομάδες, οι οποίες μπορούν να σχηματίσουν ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου με πολικά πολυμερή όπως ο μεθακρυλικός πολυμεθυλεστέρας.Το γραφένιο έχει μια μοναδική δισδιάστατη δομή και πολλές εξαιρετικές ιδιότητες και έχει μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής στη βελτίωση των θερμικών, ηλεκτρομαγνητικών και μηχανικών ιδιοτήτων του EP.

1. Γραφένιο σε εποξειδικές ρητίνες – βελτίωση των ηλεκτρομαγνητικών ιδιοτήτων

Το γραφένιο έχει εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα και ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες και έχει τα χαρακτηριστικά χαμηλής δόσης και υψηλής απόδοσης.Είναι ένας πιθανός αγώγιμος τροποποιητής για την εποξική ρητίνη EP.Οι ερευνητές εισήγαγαν επιφανειακά επεξεργασμένο GO στο EP με επιτόπιο θερμικό πολυμερισμό.Οι ολοκληρωμένες ιδιότητες των αντίστοιχων σύνθετων υλικών GO/EP (όπως μηχανικές, ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες κ.λπ.) βελτιώθηκαν σημαντικά και η ηλεκτρική αγωγιμότητα αυξήθηκε κατά 6,5 τάξη μεγέθους.

Το τροποποιημένο γραφένιο αναμιγνύεται με εποξική ρητίνη, προσθέτοντας 2% τροποποιημένο γραφένιο, ο συντελεστής αποθήκευσης του εποξειδικού σύνθετου υλικού αυξάνεται κατά 113%, προσθέτοντας 4%, η αντοχή αυξάνεται κατά 38%.Η αντίσταση της καθαρής ρητίνης EP είναι 10^17 ohm.cm και η αντίσταση πέφτει κατά 6,5 τάξεις μεγέθους μετά την προσθήκη οξειδίου του γραφενίου.

2. Εφαρμογή γραφενίου σε εποξειδική ρητίνη – θερμική αγωγιμότητα

Προσθέτωνταςνανοσωλήνες άνθρακα (CNTs)και γραφένιο σε εποξειδική ρητίνη, όταν προσθέτουμε 20% CNT και 20% GNP, η θερμική αγωγιμότητα του σύνθετου υλικού μπορεί να φτάσει τα 7,3 W/mK.

3. Εφαρμογή γραφενίου σε εποξειδική ρητίνη – επιβραδυντικότητα φλόγας

Κατά την προσθήκη 5% κατά βάρος οργανικού οξειδίου του γραφενίου, η τιμή του επιβραδυντικού φλόγας αυξήθηκε κατά 23,7%, και όταν προστέθηκε 5% κατά βάρος, αυξήθηκε κατά 43,9%.

Το γραφένιο έχει τα χαρακτηριστικά εξαιρετικής ακαμψίας, σταθερότητας διαστάσεων και σκληρότητας.Ως τροποποιητής της εποξικής ρητίνης EP, μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες των σύνθετων υλικών και να ξεπεράσει τη μεγάλη ποσότητα συνηθισμένων ανόργανων πληρωτικών και τη χαμηλή απόδοση τροποποίησης και άλλες ελλείψεις.Οι ερευνητές εφάρμοσαν χημικά τροποποιημένα νανοσύνθετα GO/EP.Όταν w(GO)=0,0375%, η αντοχή σε θλίψη και η σκληρότητα των αντίστοιχων σύνθετων υλικών αυξήθηκαν κατά 48,3% και 1185,2% αντίστοιχα.Οι επιστήμονες μελέτησαν το αποτέλεσμα τροποποίησης της αντίστασης στην κόπωση και της σκληρότητας του συστήματος GO/EP: όταν w(GO) = 0,1%, ο συντελεστής εφελκυσμού του σύνθετου υλικού αυξήθηκε κατά περίπου 12%.όταν w(GO) = 1,0%, Η καμπτική ακαμψία και η αντοχή του σύνθετου υλικού αυξήθηκαν κατά 12% και 23%, αντίστοιχα.