Sebbene il grafene sia spesso soprannominato "The Panacea", è innegabile che abbia eccellenti proprietà ottiche, elettriche e meccaniche, motivo per cui l'industria è così desiderosa di disperdere il grafene come nanofiller in polimeri o matrici inorganici. Sebbene non abbia l'effetto leggendario di "trasformare una pietra in oro", può anche migliorare parte delle prestazioni della matrice in un certo intervallo ed espandere la sua gamma di applicazioni.

Al momento, i materiali compositi di grafene comune possono essere principalmente divisi in polimero e a base di ceramica. Ci sono altri studi sul primo.

La resina epossidica (EP), in quanto matrice di resina comunemente usata, ha eccellenti proprietà di adesione, resistenza meccanica, resistenza al calore e proprietà dielettriche, ma contiene un gran numero di gruppi epossidici dopo la polimerizzazione e la densità di reticolazione è troppo elevata, quindi i prodotti ottenuti sono fragili e hanno una scarsa resistenza all'impatto, elettrica e terapia. Il grafene è la sostanza più difficile del mondo e ha un'eccellente conduttività elettrica e termica. Pertanto, il materiale composito prodotto mediante grafene e EP ha i vantaggi di entrambi e ha un buon valore di applicazione.

     Nano grafeneHa una grande superficie e la dispersione a livello molecolare del grafene può formare una forte interfaccia con il polimero. Gruppi funzionali come i gruppi idrossilici e il processo di produzione trasformeranno il grafene in uno stato rugoso. Queste irregolarità nanoscale migliorano l'interazione tra grafene e catene polimeriche. La superficie del grafene funzionalizzato contiene idrossile, carbossil e altri gruppi chimici, che possono formare forti legami idrogeno con polimeri polari come il polimetil metacrilato. Il grafene ha una struttura bidimensionale unica e molte eccellenti proprietà e ha un grande potenziale di applicazione nel migliorare le proprietà termiche, elettromagnetiche e meccaniche di EP.

1. Grafene nelle resine epossidiche - Miglioramento delle proprietà elettromagnetiche

Il grafene ha un'eccellente conduttività elettrica e proprietà elettromagnetiche e ha le caratteristiche di basso dosaggio e alta efficienza. È un potenziale modificatore conduttivo per EP di resina epossidica. I ricercatori hanno introdotto il trattamento trattato in superficie in EP mediante polimerizzazione termica in situ. Le proprietà complete dei corrispondenti compositi GO/EP (come proprietà meccaniche, elettriche e termiche, ecc.) Sono state significativamente migliorate e la conducibilità elettrica è stata aumentata di 6,5 ordini di grandezza.

Il grafene modificato è aggravato con resina epossidica, aggiungendo il 2%di grafene modificato, il modulo di conservazione del materiale composito epossidico aumenta del 113%, aggiungendo il 4%, l'aumento della resistenza del 38%. La resistenza della resina EP pura è di 10^17 ohm.cm e la resistenza scende di 6,5 ordini di grandezza dopo aver aggiunto ossido di grafene.

2. Applicazione del grafene nella resina epossidica - conducibilità termica

AggiuntaNanotubi di carbonio (CNT)e grafene alla resina epossidica, quando si aggiunge il 20 % di CNT e il 20 % di GNP, la conduttività termica del materiale composito può raggiungere 7,3 W/Mk.

3. Applicazione del grafene in resina epossidica - ritardo della fiamma

Quando si aggiunge il 5%in peso di ossido di grafene funzionalizzato organico, il valore ritardante della fiamma è aumentato del 23,7%e quando si aggiunge il 5%in peso, è aumentato del 43,9%.

Il grafene ha le caratteristiche di eccellente rigidità, stabilità dimensionale e tenacità. Come modificatore di EP di resina epossidica, può migliorare significativamente le proprietà meccaniche dei materiali compositi e superare la grande quantità di riempitivi inorganici ordinari e una bassa efficienza di modifica e altre carenze. I ricercatori hanno applicato nanocompositi GO/EP modificati chimicamente. Quando W (GO) = 0,0375%, la resistenza a compressione e la tenacità dei corrispondenti compositi sono aumentate rispettivamente del 48,3% e del 1185,2%. Gli scienziati hanno studiato l'effetto di modifica della resistenza alla fatica e della tenacità del sistema GO/EP: quando W (GO) = 0,1%, il modulo di trazione del composito è aumentato di circa il 12%; Quando W (GO) = 1,0%, la rigidità e la resistenza alla flessione del composito sono state aumentate rispettivamente del 12%e del 23%.