Ehkki grafeeni nimetatakse sageli “panatseaks”, on vaieldamatu, et sellel on suurepärased optilised, elektrilised ja mehaanilised omadused, mistõttu on tööstusharu nii innukas grafeeni hajutama nanofiillerina polümeerides või anorgaanilises maatriksis. Ehkki sellel ei ole legendaarset efekti, milleks on „kivi muutmine kullaks”, võib see parandada ka osa maatriksi jõudlusest teatud vahemikus ja laiendada oma rakendusvahemikku.

Praegu saab tavalisi grafeeni komposiitmaterjale jagada peamiselt polümeeripõhisteks ja keraamilisteks. Esimese kohta on rohkem uuringuid.

Epoksüvaigul (EP) kui tavaliselt kasutatavat vaigu maatriksit, on suurepärased adhesiooniomadused, mehaanilised tugevused, soojustakistus ja dielektrilised omadused, kuid see sisaldab suurt hulka epoksürühmi pärast kõvenemist ning ristsiduva tihedusega on liiga kõrge, seega on saadud tooted nõrgad ja neil on halb löögikindlus, elektriline ja soojuse juhtkond. Grafeen on kõige raskem aine maailmas ning sellel on suurepärane elektriline ja soojusjuhtivus. Seetõttu on grafeeni ja EP ühendamisel valmistatud komposiitmaterjal mõlemad eelised ja sellel on hea rakenduse väärtus.

     Nano grafeenSellel on suur pindala ja grafeeni molekulaartaseme dispersioon võib moodustada polümeeriga tugeva liidese. Funktsionaalsed rühmad nagu hüdroksüülrühmad ja tootmisprotsess muudavad grafeeni kortsus olekuks. Need nanomõõtmelised ebakorrapärasused suurendavad grafeeni- ja polümeeriahelate vastastikmõju. Funktsionaliseeritud grafeeni pind sisaldab hüdroksüül-, karboksüül- ja muid keemilisi rühmi, mis võivad moodustada tugevaid vesiniksidemeid polaarsete polümeeridega, näiteks polümetüülmetakrülaat. Grafeenil on ainulaadne kahemõõtmeline struktuur ja palju suurepäraseid omadusi ning sellel on suurepärane rakenduspotentsiaal EP termiliste, elektromagnetiliste ja mehaaniliste omaduste parandamisel.

1. grafeen epoksüvaikudes - elektromagnetiliste omaduste parandamine

Grafeenil on suurepärased elektrijuhtivused ja elektromagnetilised omadused ning sellel on madala annuse ja suure tõhususega omadused. See on potentsiaalne juhtiv modifikaator epoksüvaigu EP jaoks. Teadlased tutvustasid pinnaga töödeldud Go-i in situ termilise polümerisatsiooni abil. Vastavate GO/EP komposiitide (näiteks mehaaniliste, elektriliste ja termiliste omaduste jms) põhjalikud omadused paranesid märkimisväärselt ja elektrijuhtivust suurendati 6,5 suurusjärku võrra.

Modifitseeritud grafeeni ühendatakse epoksüvaiguga, lisades 2%modifitseeritud grafeenist, epoksü komposiitmaterjali salvestusmoodul suureneb 113%, lisades 4%, tugevus suureneb 38%. Puhta EP vaigu takistus on 10^17 OHM.CM ja takistus langeb pärast grafeenoksiidi lisamist 6,5 suurusjärku.

2. grafeeni rakendamine epoksüvaikis - soojusjuhtivus

Lisaminesüsiniknanotorud (CNT)ja grafeen kuni epoksüvaiguni, kui lisada 20 % CNT -d ja 20 % RKT, võib komposiitmaterjali soojusjuhtivus ulatuda 7,3W/MK -ni.

3. grafeeni rakendamine epoksüvaigus - leegi aeglustumine

5 massiprotsendi orgaanilise funktsionaliseeritud grafeenoksiidi lisamisel suurenes leegi aeglustava väärtus 23,7%ja 5 massiprotsendi lisamisel suurenes 43,9%.

Grafeenil on suurepärase jäikuse, mõõtmete stabiilsuse ja sitkuse omadused. Epoksüvaigu EP modifikaatorina võib see märkimisväärselt parandada komposiitmaterjalide mehaanilisi omadusi ning ületada tavaliste anorgaaniliste täitematerjalide suure hulga ning madala modifikatsiooni efektiivsuse ja muude puuduste üle. Teadlased rakendasid keemiliselt modifitseeritud GO/EP nanokomposiite. Kui W (GO) = 0,0375%, suurenes vastavate komposiitide survetugevus ja sitkus vastavalt 48,3% ja 1185,2%. Teadlased uurisid GO/EP süsteemi väsimuskindluse ja sitkuse modifitseerimise mõju: kui W (GO) = 0,1%, suurenes komposiidi tõmbemoodul umbes 12%; Kui W (GO) = 1,0%, suurendati komposiidi paindejäikust ja tugevust vastavalt 12%ja 23%.