למרות שלעתים קרובות גרפן מכונה "התרופה", אין להכחיש כי יש לו תכונות אופטיות, חשמליות ומכניות מצוינות, וזו הסיבה שהתעשייה כל כך מעוניינת לפזר גרפן כננו -מילוי בפולימרים או מטריזה לא -אורגנית. למרות שאין לה את ההשפעה האגדית של "הפיכת אבן לזהב", היא יכולה גם לשפר את חלק מהביצועים של המטריצה ​​בטווח מסוים ולהרחיב את טווח היישומים שלה.

נכון לעכשיו, ניתן לחלק בעיקר את החומרים המורכבים הגרפין הנפוצים לפולימר מבוסס ופולימר. ישנם מחקרים נוספים על הראשונים.

לשרף אפוקסי (EP), כמטריצת שרף נפוצה, יש תכונות הדבקה מצוינות, חוזק מכני, עמידות בחום ותכונות דיאלקטריות, אך הוא מכיל מספר גדול של קבוצות אפוקסי לאחר ריפוי, וצפיפות הקישור גבוהה מדי, כך שהמוצרים המתקבלים הם שבורים ובעלי עמידות בפני השפעה גרועה, מוליכות חשמלית ותרמית. גרפן הוא החומר הקשה ביותר בעולם ובעל מוליכות חשמלית ותרמית מעולה. לפיכך, לחומר המורכב שנעשה על ידי הרכבת גרפן ו- EP הוא בעל היתרונות של שניהם ובעל ערך יישום טוב.

     גרפן ננויש שטח פנים גדול, והפיזור ברמה המולקולרית של גרפן יכול ליצור ממשק חזק עם הפולימר. קבוצות פונקציונליות כמו קבוצות הידרוקסיל ותהליך הייצור יהפכו גרפן למצב מקומט. אי סדרים אלה ננו -מומטאיים משפרים את האינטראקציה בין שרשראות גרפן לפולימרים. פני השטח של גרפן פונקציונלי מכיל הידרוקסיל, קרבוקסיל וקבוצות כימיות אחרות, שיכולות ליצור קשרי מימן חזקים עם פולימרים קוטביים כמו פולימתיל מתקרילט. לגרפן יש מבנה דו-ממדי ייחודי ותכונות מצוינות רבות, ויש לו פוטנציאל יישום נהדר בשיפור התכונות התרמיות, האלקטרומגנטיות והמכניות של ה- EP.

1. גרפן בשרפים אפוקסי - שיפור התכונות האלקטרומגנטיות

לגרפן יש מוליכות חשמלית מצוינת ותכונות אלקטרומגנטיות, ויש לה את המאפיינים של מינון נמוך ויעילות גבוהה. זהו שינוי מוליך פוטנציאלי עבור Epoxy שרף EP. החוקרים הציגו שטופלו במשטח נכנסים ל- EP על ידי פילמור תרמי במקום. התכונות המקיפות של מרוכבי ה- Go/EP המתאימים (כגון תכונות מכניות, חשמליות ותרמיות וכו ') שופרו משמעותית, והמוליכות החשמלית הוגדלה בסדר גודל של 6.5.

גרפן שונה מורכב עם שרף אפוקסי, ומוסיף 2%מהגרפן שהשתנה, מודול האחסון של חומר מורכב אפוקסי עולה ב -113%, ומוסיף 4%, החוזק עולה ב -38%. ההתנגדות של שרף EP טהור היא 10^17 OHMMCM, וההתנגדות יורדת ב -6.5 סדרי גודל לאחר הוספת תחמוצת גרפן.

2. יישום גרפן בשרף אפוקסי - מוליכות תרמית

מוֹסִיףצינורות פחמן (CNTS)וגרפן לשרף אפוקסי, בעת הוספת 20 % CNTs ו- 20 % GNP, המוליכות התרמית של החומר המורכב יכולה להגיע ל -7.3 וולט/מ"ק.

3. יישום גרפן בשרף אפוקסי - פיגור להבה

כאשר הוספת תחמוצת גרפן פונקציונלית אורגנית של 5 WT%, ערך מעכב הלהבה עלה ב 23.7%, וכאשר הוסיפו 5%%, עלו ב- 43.9%.

לגרפן יש מאפיינים של קשיחות מצוינת, יציבות ממדית וקשיחות. כמשנה של EP שרף אפוקסי, הוא יכול לשפר משמעותית את התכונות המכניות של חומרים מורכבים, ולהתגבר על הכמות הגדולה של חומרי מילוי אורגניים רגילים ויעילות שינוי נמוך וחסרונות אחרים. החוקרים יישמו ננו -קומפוזיטי GO/EP שהשתנו כימית. כאשר W (GO) = 0.0375%, חוזק הדחיסה וקשיחותם של המרכיבים המתאימים גדלו ב- 48.3% ו- 1185.2% בהתאמה. המדענים חקרו את השפעת השינוי של עמידות עייפות וקשיחות מערכת GO/EP: כאשר W (GO) = 0.1%, מודול המתיחה של המורכב עלה בכ- 12%; כאשר w (GO) = 1.0%, קשיחות הכפיפה והעוצמה של המורכב עלו ב- 12%ו- 23%בהתאמה.