Aínda que o grafeno adoita ser alcumado "a panacea", é innegable que ten excelentes propiedades ópticas, eléctricas e mecánicas, polo que a industria está tan desexada de dispersar o grafeno como nanofiller en polímeros ou matriz inorgánicos. Aínda que non ten o lendario efecto de "converter unha pedra en ouro", tamén pode mellorar parte do rendemento da matriz dentro dun determinado rango e ampliar o seu rango de aplicacións.

Na actualidade, os materiais compostos comúns de grafeno pódense dividir principalmente en base a polímeros e baseados en cerámica. Hai máis estudos sobre o primeiro.

A resina epoxi (EP), como matriz de resina de uso común, ten excelentes propiedades de adhesión, resistencia mecánica, resistencia á calor e propiedades dieléctricas, pero contén un gran número de grupos epoxi despois de curar, e a densidade de reticulación é demasiado alta, polo que os produtos obtidos son grandes e teñen unha mala resistencia ao impacto, a condutividade eléctrica e térmica. O grafeno é a sustancia máis dura do mundo e ten unha excelente condutividade eléctrica e térmica. Polo tanto, o material composto feito por compor grafeno e EP ten as vantaxes de ambos e ten un bo valor da aplicación.

     Nano grafenoten unha gran superficie e a dispersión a nivel molecular do grafeno pode formar unha forte interface co polímero. Os grupos funcionais como os grupos hidroxilo e o proceso de produción converterán o grafeno nun estado engurrado. Estas irregularidades a escala nano aumentan a interacción entre as cadeas de grafeno e polímeros. A superficie do grafeno funcionalizado contén hidroxilo, carboxilo e outros grupos químicos, que poden formar enlaces fortes de hidróxeno con polímeros polares como o polimetilo metacrilato. O grafeno ten unha estrutura bidimensional única e moitas excelentes propiedades e ten un gran potencial de aplicación para mellorar as propiedades térmicas, electromagnéticas e mecánicas do EP.

1. Grafeno en resinas epoxi - Mellorar as propiedades electromagnéticas

O grafeno ten unha excelente condutividade eléctrica e propiedades electromagnéticas e ten as características de baixa dosificación e alta eficiencia. É un modificador condutor potencial para EPOXY RESIN EP. Os investigadores introduciron a superficie tratada en EP por polimerización térmica in situ. As propiedades completas dos correspondentes compostos GO/EP (como as propiedades mecánicas, eléctricas e térmicas, etc.) melloráronse significativamente e a condutividade eléctrica aumentou en 6,5 orde de magnitude.

O grafeno modificado agrégase con resina epoxi, engadindo o 2%do grafeno modificado, o módulo de almacenamento de material composto epoxi aumenta un 113%, engadindo un 4%, a forza aumenta un 38%. A resistencia da resina EP pura é de 10^17 ohm.cm, e a resistencia cae en 6,5 ordes de magnitude despois de engadir óxido de grafeno.

2. Aplicación de grafeno en resina epoxi - Condutividade térmica

Engadindonanotubos de carbono (CNTs)e grafeno á resina epoxi, ao engadir un 20 % de CNTs e un 20 % de PNB, a condutividade térmica do material composto pode chegar a 7,3W/MK.

3. Aplicación de grafeno en resina epoxi - retardo de chama

Ao engadir un 5%en peso de óxido de grafeno funcionalizado orgánico, o valor retardante da chama aumentou un 23,7%e, ao engadir un 5%en peso, aumentou un 43,9%.

O grafeno ten as características dunha excelente rixidez, estabilidade dimensional e dureza. Como modificador de epoxi resina EP, pode mellorar significativamente as propiedades mecánicas dos materiais compostos e superar a gran cantidade de recheos inorgánicos ordinarios e baixa eficiencia de modificación e outras carencias. Os investigadores aplicaron nanocompositos GO/EP modificados químicamente. Cando W (GO) = 0,0375%, a resistencia á compresión e a dureza dos correspondentes compostos aumentaron un 48,3% e un 1185,2% respectivamente. Os científicos estudaron o efecto de modificación da resistencia á fatiga e a dureza do sistema GO/EP: cando W (GO) = 0,1%, o módulo de tracción do composto aumentou aproximadamente un 12%; Cando W (GO) = 1,0%, a rixidez flexional e a forza do composto aumentaron un 12%e un 23%, respectivamente.