Aunque el grafeno a menudo se denomina "la panacea", es innegable que tiene excelentes propiedades ópticas, eléctricas y mecánicas, por lo que la industria está tan interesada en dispersar el grafeno como un nanofiller en polímeros o matrices inorgánicas. Aunque no tiene el efecto legendario de "convertir una piedra en oro", también puede mejorar parte del rendimiento de la matriz dentro de un cierto rango y expandir su rango de aplicación.

En la actualidad, los materiales compuestos de grafeno comunes se pueden dividir principalmente en polímeros y a base de cerámica. Hay más estudios sobre el primero.

La resina epoxi (EP), como una matriz de resina de uso común, tiene excelentes propiedades de adhesión, resistencia mecánica, resistencia al calor y propiedades dieléctricas, pero contiene una gran cantidad de grupos epoxi después del curado, y la densidad de reticulación es demasiado alta, por lo que los productos obtenidos son frágiles y tienen una resistencia de impacto deficiente, conductividad electrical y térmica. El grafeno es la sustancia más difícil del mundo y tiene una excelente conductividad eléctrica y térmica. Por lo tanto, el material compuesto realizado por grafeno y EP tiene las ventajas de ambos y tiene un buen valor de aplicación.

     Nano grafenotiene una gran área de superficie, y la dispersión a nivel molecular del grafeno puede formar una interfaz fuerte con el polímero. Grupos funcionales como los grupos hidroxilo y el proceso de producción convertirán el grafeno en un estado arrugado. Estas irregularidades a nanoescala mejoran la interacción entre las cadenas de grafeno y polímeros. La superficie del grafeno funcionalizado contiene hidroxilo, carboxilo y otros grupos químicos, que pueden formar fuertes enlaces de hidrógeno con polímeros polares como el metacrilato de polimetilo. El grafeno tiene una estructura bidimensional única y muchas propiedades excelentes, y tiene un gran potencial de aplicación para mejorar las propiedades térmicas, electromagnéticas y mecánicas del EP.

1. Grafeno en resinas epoxi: mejora de las propiedades electromagnéticas

El grafeno tiene una excelente conductividad eléctrica y propiedades electromagnéticas, y tiene las características de baja dosis y alta eficiencia. Es un modificador conductor potencial para la resina epoxi EP. Los investigadores introdujeron el EP tratado en superficie por polimerización térmica in situ. Las propiedades integrales de los compuestos de GO/EP correspondientes (como las propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas, etc.) mejoraron significativamente, y la conductividad eléctrica aumentó en 6.5 orden de magnitud.

El grafeno modificado se agrava con resina epoxi, agrega el 2%del grafeno modificado, el módulo de almacenamiento del material compuesto de epoxi aumenta en un 113%, agregando un 4%, la resistencia aumenta en un 38%. La resistencia de la resina EP pura es de 10^17 ohm.cm, y la resistencia cae en 6.5 órdenes de magnitud después de agregar óxido de grafeno.

2. Aplicación de grafeno en resina epoxi - conductividad térmica

Con la atenciónNanotubos de carbono (CNT)y grafeno a resina epoxi, al agregar 20 % de CNT y GNP del 20 %, la conductividad térmica del material compuesto puede alcanzar 7.3W/mk.

3. Aplicación de grafeno en resina epoxi - retraso de la llama

Al agregar 5%en peso de óxido de grafeno funcionalizado orgánico, el valor de retardante de la llama aumentó en un 23,7%, y al agregar 5%en peso, aumentó en un 43,9%.

El grafeno tiene las características de excelente rigidez, estabilidad dimensional y dureza. Como modificador del EP de resina epoxi, puede mejorar significativamente las propiedades mecánicas de los materiales compuestos y superar la gran cantidad de rellenos inorgánicos ordinarios y baja eficiencia de modificación y otras deficiencias. Los investigadores aplicaron nanocompuestos de GO/EP modificados químicamente. Cuando W (GO) = 0.0375%, la resistencia a la compresión y la tenacidad de los compuestos correspondientes aumentaron en 48.3% y 1185.2% respectivamente. Los científicos estudiaron el efecto de modificación de la resistencia a la fatiga y la dureza del sistema GO/EP: cuando w (GO) = 0.1%, el módulo de tracción del compuesto aumentó en aproximadamente un 12%; Cuando W (GO) = 1.0%, la rigidez de la flexión y la resistencia del compuesto aumentaron en un 12%y 23%, respectivamente.