Aínda que o grafeno adoita chamarse "a panacea", é innegable que ten excelentes propiedades ópticas, eléctricas e mecánicas, polo que a industria está tan interesada en dispersar o grafeno como nano recheo en polímeros ou matrices inorgánicas.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 aplicación.

Na actualidade, os materiais compostos de grafeno comúns pódense dividir principalmente en polímeros e cerámicos.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 do curado e a densidade de reticulación é demasiado alta, polo que o obtido os produtos son fráxiles e teñen unha baixa resistencia ao impacto, condutividade eléctrica e térmica.O grafeno é a substancia máis dura do mundo e ten unha excelente condutividade eléctrica e térmica.Polo tanto, o material composto feito pola combinación de grafeno e EP ten as vantaxes de ambos e ten un bo valor de aplicación.

     Nanografenoten 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 nanoescala melloran a interacción entre o grafeno e as cadeas de polímeros.A superficie do grafeno funcionalizado contén hidroxilo, carboxilo e outros grupos químicos, que poden formar fortes enlaces de hidróxeno con polímeros polares como o polimetilmetacrilato.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 - mellorando 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 a resina epoxi EP.Os investigadores introduciron GO tratado superficialmente en EP mediante polimerización térmica in situ.Melloráronse significativamente as propiedades completas dos compostos GO/EP correspondentes (como as propiedades mecánicas, eléctricas e térmicas, etc.) e aumentou a condutividade eléctrica en 6,5 ordes de magnitude.

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

2. Aplicación de grafeno en resina epoxi – condutividade térmica

Engadindonanotubos de carbono (CNT)e grafeno á resina epoxi, ao engadir un 20 % de CNT e un 20 % de PNB, a condutividade térmica do material composto pode alcanzar os 7,3 W/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 de retardador de chama aumentou un 23,7% e ao engadir un 5% en peso, aumentou un 43,9%.

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