Bár a grafént gyakran „csodálatosszernek” nevezik, tagadhatatlan, hogy kiváló optikai, elektromos és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, ezért az ipar olyan lelkes, hogy a grafént nanotöltőanyagként diszpergálja polimerekben vagy szervetlen mátrixban.Bár nem rendelkezik azzal a legendás hatással, hogy „a követ arannyá változtatja”, egy bizonyos tartományon belül javíthatja a mátrix teljesítményének egy részét, és kiterjesztheti alkalmazási körét.

Jelenleg az elterjedt grafén kompozit anyagok elsősorban polimer alapúra és kerámia alapúra oszthatók.Az előbbiről több tanulmány is született.

Az epoxigyanta (EP), mint általánosan használt gyantamátrix, kiváló tapadási tulajdonságokkal, mechanikai szilárdsággal, hőállósággal és dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik, de a kikeményedés után nagyszámú epoxicsoportot tartalmaz, és a térhálósodási sűrűsége túl nagy, így a kapott a termékek törékenyek és gyenge ütésállósággal, elektromos és hővezető képességgel rendelkeznek.A grafén a világ legkeményebb anyaga, kiváló elektromos és hővezető képességgel rendelkezik.Ezért a grafén és az EP keverékével készült kompozit anyag mindkettő előnyeivel rendelkezik, és jó alkalmazási értékkel rendelkezik.

     Nano grafénnagy felülettel rendelkezik, és a grafén molekuláris szintű diszperziója erős határfelületet képezhet a polimerrel.A funkcionális csoportok, például a hidroxilcsoportok és a gyártási folyamat a grafént ráncos állapotba állítják.Ezek a nanoméretű szabálytalanságok fokozzák a grafén és a polimer láncok közötti kölcsönhatást.A funkcionalizált grafén felülete hidroxil-, karboxil- és egyéb kémiai csoportokat tartalmaz, amelyek erős hidrogénkötéseket hozhatnak létre poláris polimerekkel, például polimetil-metakriláttal.A grafén egyedülálló kétdimenziós szerkezettel és számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik, és nagy alkalmazási potenciállal rendelkezik az EP termikus, elektromágneses és mechanikai tulajdonságainak javításában.

1. Grafén epoxigyantákban – elektromágneses tulajdonságok javítása

A grafén kiváló elektromos vezetőképességgel és elektromágneses tulajdonságokkal rendelkezik, valamint alacsony dózisú és nagy hatékonyságú.Ez az epoxigyanta EP potenciális vezetőképes módosítója.A kutatók felületkezelt GO-t vittek be az EP-be in situ termikus polimerizációval.A megfelelő GO/EP kompozitok átfogó tulajdonságai (például mechanikai, elektromos és termikus tulajdonságok stb.) jelentősen javultak, az elektromos vezetőképesség 6,5 nagyságrenddel nőtt.

A módosított grafént epoxigyantával keverik össze, 2% módosított grafén hozzáadásával az epoxi kompozit anyag tárolási modulusa 113%-kal, 4%-kal, a szilárdság 38%-kal nő.A tiszta EP gyanta ellenállása 10^17 ohm.cm, és az ellenállás 6,5 nagyságrenddel csökken grafén-oxid hozzáadása után.

2. Grafén alkalmazása epoxigyantában – hővezető képesség

Hozzáadásszén nanocsövek (CNT)és grafént epoxigyantához, 20 % CNT és 20 % GNP hozzáadásával a kompozit anyag hővezető képessége elérheti a 7,3 W/mK értéket.

3. Grafén alkalmazása epoxigyantában – égésgátlás

5 tömeg%-os szerves funkcionalizált grafén-oxid hozzáadásával az égésgátló érték 23,7%-kal, 5 tömeg%-os hozzáadásával pedig 43,9%-kal nőtt.

A grafén kiváló merevség, méretstabilitás és szívósság jellemzi.Az epoxigyanta EP módosítójaként jelentősen javíthatja a kompozit anyagok mechanikai tulajdonságait, és kiküszöbölheti a nagy mennyiségű közönséges szervetlen töltőanyagot, valamint az alacsony módosítási hatékonyságot és egyéb hiányosságokat.A kutatók kémiailag módosított GO/EP nanokompozitokat alkalmaztak.Amikor w(GO)=0,0375%, a megfelelő kompozitok nyomószilárdsága és szívóssága 48,3%-kal, illetve 1185,2%-kal nőtt.A tudósok a GO/EP rendszer fáradtságállóságának és szívósságának módosító hatását vizsgálták: ha w(GO) = 0,1%, a kompozit húzómodulusa kb. 12%-kal nőtt;amikor w(GO) = 1,0%, A kompozit hajlítási merevsége és szilárdsága 12%-kal, illetve 23%-kal nőtt.