اگرچه گرافن اغلب لقب "پاناسه" می شود ، اما غیرقابل انکار است که دارای خواص نوری ، الکتریکی و مکانیکی عالی است ، به همین دلیل این صنعت بسیار مشتاق پراکندگی گرافن به عنوان نانوفیلر در پلیمرها یا ماتریس معدنی است. اگرچه تأثیر افسانه ای "تبدیل سنگ به طلا" ندارد ، اما می تواند بخشی از عملکرد ماتریس را در یک محدوده خاص بهبود بخشد و دامنه کاربرد آن را گسترش دهد.

در حال حاضر ، مواد کامپوزیت گرافن متداول می توانند به طور عمده به پلیمر مبتنی بر سرامیک تقسیم شوند. مطالعات بیشتری در مورد سابق وجود دارد.

رزین اپوکسی (EP) ، به عنوان یک ماتریس رزین متداول ، دارای خاصیت چسبندگی عالی ، استحکام مکانیکی ، مقاومت در برابر حرارت و خصوصیات دی الکتریک است ، اما حاوی تعداد زیادی از گروه های اپوکسی پس از پخت و پز است ، و چگالی اتصال متقاطع بسیار زیاد است ، بنابراین محصولات به دست آمده شکننده هستند و از مقاومت در برابر ضربه ضعیف ، الکتریکی و هدایت حرارتی برخوردار هستند. گرافن سخت ترین ماده در جهان است و دارای هدایت الکتریکی و حرارتی عالی است. بنابراین ، مواد کامپوزیت ساخته شده توسط ترکیب گرافن و EP مزایای هر دو را دارد و از ارزش کاربرد خوبی برخوردار است.

     گرافن نانودارای یک سطح بزرگ است و پراکندگی سطح مولکولی گرافن می تواند یک رابط قوی با پلیمر ایجاد کند. گروه های عملکردی مانند گروه های هیدروکسیل و فرآیند تولید گرافن را به حالت چروکیده تبدیل می کنند. این بی نظمی های نانو تعامل بین زنجیره های گرافن و پلیمر را افزایش می دهد. سطح گرافن عملکردی حاوی هیدروکسیل ، کربوکسیل و سایر گروههای شیمیایی است که می تواند پیوندهای هیدروژن قوی با پلیمرهای قطبی مانند پلی متیل متاکریلات ایجاد کند. گرافن یک ساختار دو بعدی منحصر به فرد و بسیاری از خواص عالی دارد و از پتانسیل کاربرد بسیار خوبی در بهبود خواص حرارتی ، الکترومغناطیسی و مکانیکی EP برخوردار است.

1. گرافن در رزین های اپوکسی - بهبود خصوصیات الکترومغناطیسی

گرافن دارای هدایت الکتریکی عالی و خاصیت الکترومغناطیسی است و ویژگی های دوز کم و راندمان بالا را دارد. این یک اصلاح کننده بالقوه رسانا برای رزین اپوکسی EP است. محققان با استفاده از پلیمریزاسیون حرارتی در محل ، تحت درمان با سطح قرار گرفتند. خصوصیات جامع کامپوزیت های GO/EP مربوطه (مانند خصوصیات مکانیکی ، الکتریکی و حرارتی و غیره) به طور قابل توجهی بهبود یافته و هدایت الکتریکی با ترتیب 6.5 از بزرگی افزایش یافته است.

گرافن اصلاح شده با رزین اپوکسی پیچیده شده است و 2 ٪ از گرافن اصلاح شده را اضافه می کند ، مدول ذخیره سازی مواد کامپوزیت اپوکسی 113 ٪ افزایش می یابد و 4 ٪ آن را اضافه می کند ، قدرت 38 ٪ افزایش می یابد. مقاومت رزین EP خالص 10^17 OHM.CM است و مقاومت پس از افزودن اکسید گرافن ، 6.5 مرتبه از بزرگی کاهش می یابد.

2. استفاده از گرافن در رزین اپوکسی - هدایت حرارتی

اضافه کردننانولوله های کربن (CNTS)و گرافن به رزین اپوکسی ، هنگام افزودن 20 ٪ CNTS و 20 ٪ GNP ، هدایت حرارتی مواد کامپوزیت می تواند به 7.3W/mk برسد.

3. استفاده از گرافن در رزین اپوکسی - عقب ماندگی شعله

هنگام افزودن 5 ٪ درصد وزنی اکسید گرافن عملکردی آلی ، مقدار عقب ماندگی شعله 23.7 ٪ افزایش یافته و هنگام افزودن 5 درصد وزنی ، 43.9 ٪ افزایش یافته است.

گرافن ویژگی های استحکام عالی ، پایداری ابعادی و چقرمگی را دارد. به عنوان اصلاح کننده EP رزین اپوکسی ، می تواند خصوصیات مکانیکی مواد کامپوزیت را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و بر مقدار زیادی از پرکننده های معدنی معمولی و راندمان اصلاح کم و سایر کاستی ها غلبه کند. محققان از نانوکامپوزیت های GO/EP اصلاح شده شیمیایی استفاده کردند. هنگامی که w (go) = 0.0375 ٪ ، قدرت فشاری و چقرمگی کامپوزیت های مربوطه به ترتیب 48.3 ٪ و 1185.2 ٪ افزایش یافته است. دانشمندان اثر اصلاح مقاومت در برابر خستگی و چقرمگی سیستم GO/EP را مورد مطالعه قرار دادند: هنگامی که W (GO) = 0.1 ٪ ، مدول کششی کامپوزیت حدود 12 ٪ افزایش یافته است. هنگامی که w (go) = 1.0 ٪ ، سفتی خمشی و استحکام کامپوزیت به ترتیب 12 ٪ و 23 ٪ افزایش یافته است.