Kuigi grafeeni nimetatakse sageli imerohiks, on vaieldamatu, et sellel on suurepärased optilised, elektrilised ja mehaanilised omadused, mistõttu on tööstuses nii innukalt hajutada grafeeni nanotäiteainena polümeerides või anorgaanilises maatriksis.Kuigi sellel pole legendaarset "kivi kullaks muutmise" efekti, võib see teatud vahemikus parandada ka osa maatriksi jõudlust ja laiendada selle rakendusala.

Praegu saab tavalised grafeenikomposiitmaterjalid jagada peamiselt polümeeripõhisteks ja keraamilisteks.Esimese kohta on rohkem uuringuid.

Epoksüvaigul (EP) kui tavaliselt kasutataval vaigumaatriksil on suurepärased adhesiooniomadused, mehaaniline tugevus, kuumakindlus ja dielektrilised omadused, kuid see sisaldab pärast kõvenemist palju epoksürühmi ja ristsidumise tihedus on liiga kõrge, nii et saadud tooted on rabedad ning neil on halb löögikindlus, elektri- ja soojusjuhtivus.Grafeen on maailma kõige kõvem aine ning sellel on suurepärane elektri- ja soojusjuhtivus.Seetõttu on grafeeni ja EP segamisel valmistatud komposiitmaterjalil mõlema eelised ja hea kasutusväärtus.

     Nano grafeenon suure pindalaga ja grafeeni molekulaarsel tasemel dispersioon võib moodustada polümeeriga tugeva liidese.Funktsionaalsed rühmad, nagu hüdroksüülrühmad ja tootmisprotsess, muudavad grafeeni kortsusse.Need nanomõõtmelised ebakorrapärasused suurendavad grafeeni ja polümeeri ahelate vahelist koostoimet.Funktsionaliseeritud grafeeni pind sisaldab hüdroksüül-, karboksüül- ja muid keemilisi rühmi, mis võivad moodustada tugevaid vesiniksidemeid polaarsete polümeeridega, näiteks polümetüülmetakrülaadiga.Grafeenil on ainulaadne kahemõõtmeline struktuur ja palju suurepäraseid omadusi ning sellel on suur kasutuspotentsiaal EP termiliste, elektromagnetiliste ja mehaaniliste omaduste parandamisel.

1. Grafeen epoksüvaikudes – elektromagnetiliste omaduste parandamine

Grafeenil on suurepärane elektrijuhtivus ja elektromagnetilised omadused ning sellel on madal annus ja kõrge efektiivsus.See on epoksüvaigu EP potentsiaalne juhtiv modifikaator.Teadlased sisestasid pinnatöödeldud GO EP-sse in situ termilise polümerisatsiooni teel.Vastavate GO/EP komposiitide terviklikud omadused (nagu mehaanilised, elektrilised ja termilised omadused jne) paranesid oluliselt ning elektrijuhtivust suurendati 6,5 suurusjärgu võrra.

Modifitseeritud grafeen ühendatakse epoksüvaiguga, lisades 2% modifitseeritud grafeeni, epoksükomposiitmaterjali säilitusmoodul 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 pealekandmine epoksüvaikus – soojusjuhtivus

Lisaminesüsiniknanotorud (CNT)ja grafeenist epoksüvaigule, 20% CNT ja 20% GNP lisamisel võib komposiitmaterjali soojusjuhtivus ulatuda 7,3 W/mK-ni.

3. Grafeeni pealekandmine epoksüvaikus – leegiaeglustus

5 massiprotsenti orgaanilise funktsionaliseeritud grafeenoksiidi lisamisel tõusis leegiaeglustaja väärtus 23,7% ja 5 massiprotsendi lisamisel 43,9%.

Grafeenil on suurepärane jäikus, mõõtmete stabiilsus ja sitkus.Epoksüvaigu EP modifikaatorina võib see märkimisväärselt parandada komposiitmaterjalide mehaanilisi omadusi ning ületada suure hulga tavalisi anorgaanilisi täiteaineid ning madalat modifitseerimise efektiivsust ja muid puudusi.Teadlased kasutasid keemiliselt modifitseeritud GO/EP nanokomposiite.Kui w(GO) = 0,0375%, suurenesid vastavate komposiitide survetugevus ja sitkus vastavalt 48,3% ja 1185,2%.Teadlased uurisid GO/EP süsteemi väsimuskindluse ja sitkuse muutlikku mõju: kui w(GO) = 0,1%, siis komposiidi tõmbemoodul suurenes umbes 12% võrra;kui w(GO) = 1,0%, komposiidi paindejäikus ja tugevus suurenesid vastavalt 12% ja 23%.