Bien que le graphène soit souvent surnommé "la panacée", il est indéniable qu'il possède d'excellentes propriétés optiques, électriques et mécaniques, c'est pourquoi l'industrie est si désireuse de disperser le graphène en tant que nanocharge dans des polymères ou une matrice inorganique.S'il n'a pas l'effet légendaire de « transformer une pierre en or », il peut également améliorer une partie des performances de la matrice dans une certaine plage et élargir son domaine d'application.

À l'heure actuelle, les matériaux composites de graphène courants peuvent être principalement divisés en polymères et en céramique.Il y a plus d'études sur le premier.

La résine époxy (EP), en tant que matrice de résine couramment utilisée, possède d'excellentes propriétés d'adhérence, de résistance mécanique, de résistance à la chaleur et de propriétés diélectriques, mais elle contient un grand nombre de groupes époxy après durcissement et la densité de réticulation est trop élevée. les produits sont cassants et ont une faible résistance aux chocs, conductivité électrique et thermique.Le graphène est la substance la plus dure au monde et possède une excellente conductivité électrique et thermique.Par conséquent, le matériau composite fabriqué en mélangeant du graphène et de l'EP présente les avantages des deux et a une bonne valeur d'application.

     Nano graphènea une grande surface et la dispersion au niveau moléculaire du graphène peut former une interface solide avec le polymère.Les groupes fonctionnels tels que les groupes hydroxyle et le processus de production transformeront le graphène en un état ridée.Ces irrégularités à l'échelle nanométrique améliorent l'interaction entre le graphène et les chaînes polymères.La surface du graphène fonctionnalisé contient des groupes hydroxyle, carboxyle et autres groupes chimiques, qui peuvent former de fortes liaisons hydrogène avec des polymères polaires tels que le polyméthacrylate de méthyle.Le graphène a une structure bidimensionnelle unique et de nombreuses propriétés excellentes, et a un grand potentiel d'application pour améliorer les propriétés thermiques, électromagnétiques et mécaniques de l'EP.

1. Graphène dans les résines époxy – amélioration des propriétés électromagnétiques

Le graphène a une excellente conductivité électrique et des propriétés électromagnétiques, et présente les caractéristiques d'un faible dosage et d'un rendement élevé.C'est un modificateur conducteur potentiel pour la résine époxy EP.Les chercheurs ont introduit le GO traité en surface dans l'EP par polymérisation thermique in situ.Les propriétés globales des composites GO/EP correspondants (telles que les propriétés mécaniques, électriques et thermiques, etc.) ont été considérablement améliorées et la conductivité électrique a été augmentée de 6,5 ordres de grandeur.

Le graphène modifié est composé de résine époxy, en ajoutant 2% de graphène modifié, le module de stockage du matériau composite époxy augmente de 113%, en ajoutant 4%, la résistance augmente de 38%.La résistance de la résine EP pure est de 10 ^ 17 ohm.cm, et la résistance chute de 6,5 ordres de grandeur après l'ajout d'oxyde de graphène.

2. Application du graphène dans la résine époxy - conductivité thermique

Ajouternanotubes de carbone (NTC)et du graphène à la résine époxy, en ajoutant 20 % de NTC et 20 % de PNB, la conductivité thermique du matériau composite peut atteindre 7,3 W/mK.

3. Application de graphène dans une résine époxy - ignifugation

Lors de l'ajout de 5% en poids d'oxyde de graphène fonctionnalisé organique, la valeur ignifuge a augmenté de 23,7%, et lors de l'ajout de 5% en poids, a augmenté de 43,9%.

Le graphène a les caractéristiques d'une excellente rigidité, stabilité dimensionnelle et ténacité.En tant que modificateur de résine époxy EP, il peut améliorer considérablement les propriétés mécaniques des matériaux composites et surmonter la grande quantité de charges inorganiques ordinaires et la faible efficacité de modification et d'autres lacunes.Les chercheurs ont appliqué des nanocomposites GO/EP chimiquement modifiés.Lorsque w(GO)=0,0375 %, la résistance à la compression et la ténacité des composites correspondants ont augmenté de 48,3 % et 1185,2 % respectivement.Les scientifiques ont étudié l'effet de modification de la résistance à la fatigue et de la ténacité du système GO/EP : lorsque w(GO) = 0,1 %, le module de traction du composite a augmenté d'environ 12 % ;lorsque w(GO) = 1,0 %, la rigidité en flexion et la résistance du composite ont été augmentées de 12 % et 23 %, respectivement.