그래핀은 종종 "만병통치약"이라고 불리지만 우수한 광학적, 전기적 및 기계적 특성을 가지고 있다는 사실은 부인할 수 없으며, 이것이 업계에서 그래핀을 폴리머 또는 무기 매트릭스에 나노필러로 분산시키는 데 열심인 이유입니다."돌을 금으로 바꾸는" 전설적인 효과는 없지만 특정 범위 내에서 매트릭스 성능의 일부를 향상시키고 적용 범위를 확장할 수 있습니다.

현재 일반적인 그래핀 복합 재료는 주로 폴리머 기반과 세라믹 기반으로 나눌 수 있습니다.전자에 대한 더 많은 연구가 있습니다.

에폭시 수지(EP)는 일반적으로 사용되는 수지 매트릭스로서 접착성, 기계적 강도, 내열성 및 유전 특성이 우수하지만 경화 후 많은 수의 에폭시기를 포함하고 가교 밀도가 너무 높기 때문에 얻어진 제품은 부서지기 쉽고 내 충격성, 전기 및 열 전도성이 낮습니다.그래핀은 세상에서 가장 단단한 물질로 전기전도도와 열전도도가 뛰어납니다.따라서 그래핀과 EP를 혼합하여 만든 복합소재는 두 가지의 장점을 모두 가지고 있어 응용가치가 우수하다.

     나노그래핀표면적이 크고 그래핀의 분자 수준 분산은 폴리머와 강한 계면을 형성할 수 있습니다.수산기와 같은 작용기 및 생산 공정은 그래핀을 주름진 상태로 만듭니다.이러한 나노 크기의 불규칙성은 그래핀과 고분자 사슬 사이의 상호 작용을 향상시킵니다.기능화된 그래핀의 표면은 히드록실, 카르복실 및 기타 화학 그룹을 포함하며, 이는 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 극성 폴리머와 강한 수소 결합을 형성할 수 있습니다.그래핀은 독특한 2차원 구조와 많은 우수한 특성을 가지고 있으며 EP의 열적, 전자기적 및 기계적 특성을 개선하는 데 큰 응용 가능성을 가지고 있습니다.

1. 에폭시 수지의 그래핀 - 전자기 특성 개선

그래핀은 우수한 전기전도성과 전자기적 특성을 가지고 있으며 저용량, 고효율의 특성을 가지고 있습니다.에폭시 수지 EP의 잠재적 전도성 개질제입니다.연구원들은 현장 열 중합에 의해 표면 처리된 GO를 EP에 도입했습니다.해당 GO/EP 복합 재료의 종합적인 특성(예: 기계적, 전기적 및 열적 특성 등)이 크게 개선되었으며 전기 전도도가 6.5배 증가했습니다.

변성 그래핀은 에폭시 수지에 2%의 변성 그래핀을 첨가하면 에폭시 복합 재료의 저장 탄성률이 113% 증가하고 4%가 추가되면 강도가 38% 증가합니다.순수한 EP 수지의 저항은 10^17 ohm.cm이며 그래핀 산화물을 첨가한 후 저항은 6.5배 감소합니다.

2. 그래핀을 에폭시 수지에 적용 – 열전도율

첨가탄소나노튜브(CNT)그리고 그래핀을 에폭시 수지에 20% CNTs와 20% GNPs를 첨가하면 복합 재료의 열전도율이 7.3W/mK에 도달할 수 있습니다.

3. 그래핀을 에폭시 수지에 적용 – 난연성

유기화 그래핀옥사이드 5wt% 첨가 시 난연성 값이 23.7% 증가하였고, 5wt% 첨가 시 43.9% 증가하였다.

그래핀은 우수한 강성, 치수 안정성 및 인성의 특성을 가지고 있습니다.에폭시 수지 EP의 개질제로서 복합 재료의 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있으며 많은 양의 일반 무기 필러와 낮은 개질 효율 및 기타 단점을 극복할 수 있습니다.연구원들은 화학적으로 수정된 GO/EP 나노복합체를 적용했습니다.w(GO)=0.0375%일 때 해당 복합레진의 압축강도와 인성은 각각 48.3%와 1185.2% 증가하였다.과학자들은 GO/EP 시스템의 내피로성 및 인성의 수정 효과를 연구했습니다.w(GO) = 1.0%일 때 복합레진의 휨 강성과 강도는 각각 12%, 23% 증가하였다.