Lai gan grafēnu bieži sauc par "panaceju", nav noliedzams, ka tam ir lieliskas optiskās, elektriskās un mehāniskās īpašības, tāpēc nozare tik ļoti vēlas izkliedēt grafēnu kā nanopildvielu polimēros vai neorganiskā matricā.Lai gan tai nav leģendārā efekta kā “akmens pārvēršana zeltā”, tas var arī uzlabot daļu matricas veiktspējas noteiktā diapazonā un paplašināt tās pielietojuma diapazonu.

Pašlaik parastos grafēna kompozītmateriālus galvenokārt var iedalīt uz polimēru bāzes un uz keramikas bāzes.Par pirmo ir vairāk pētījumu.

Epoksīda sveķiem (EP), kā plaši izmantotai sveķu matricai, ir lieliskas adhēzijas īpašības, mehāniskā izturība, karstumizturība un dielektriskās īpašības, taču tie satur lielu skaitu epoksīda grupu pēc sacietēšanas, un šķērssaistīšanas blīvums ir pārāk augsts, tāpēc iegūtais materiāls. produkti ir trausli un tiem ir slikta triecienizturība, elektriskā un siltumvadītspēja.Grafēns ir cietākā viela pasaulē, un tai ir lieliska elektriskā un siltuma vadītspēja.Tāpēc kompozītmateriālam, kas izgatavots, savienojot grafēnu un EP, ir abu priekšrocības, un tam ir laba pielietojuma vērtība.

     Nano grafēnsir liels virsmas laukums, un grafēna molekulārā līmeņa dispersija var veidot spēcīgu saskarni ar polimēru.Funkcionālās grupas, piemēram, hidroksilgrupas un ražošanas process, pārvērtīs grafēnu saburzītā stāvoklī.Šie nanomēroga pārkāpumi uzlabo mijiedarbību starp grafēna un polimēru ķēdēm.Funkcionalizēta grafēna virsma satur hidroksilgrupas, karboksilgrupas un citas ķīmiskās grupas, kas var veidot spēcīgas ūdeņraža saites ar polāriem polimēriem, piemēram, polimetilmetakrilātu.Grafēnam ir unikāla divdimensiju struktūra un daudzas izcilas īpašības, un tam ir liels pielietojuma potenciāls, uzlabojot EP termiskās, elektromagnētiskās un mehāniskās īpašības.

1. Grafēns epoksīdsveķos – elektromagnētisko īpašību uzlabošana

Grafēnam ir lieliska elektrovadītspēja un elektromagnētiskās īpašības, un tam piemīt zemas devas un augstas efektivitātes īpašības.Tas ir potenciāls vadītspējīgs modifikators epoksīdsveķiem EP.Pētnieki ieviesa ar virsmu apstrādātu GO EP ar in situ termisko polimerizāciju.Attiecīgo GO/EP kompozītu visaptverošās īpašības (piemēram, mehāniskās, elektriskās un termiskās īpašības utt.) Tika ievērojami uzlabotas, un elektriskā vadītspēja tika palielināta par 6, 5 kārtībām.

Modificēts grafēns tiek savienots ar epoksīdsveķiem, pievienojot 2% modificētā grafēna, epoksīda kompozītmateriāla uzglabāšanas modulis palielinās par 113%, pievienojot 4%, stiprība palielinās par 38%.Tīra EP sveķu pretestība ir 10^17 omi.cm, un pēc grafēna oksīda pievienošanas pretestība samazinās par 6,5 kārtām.

2. Grafēna pielietojums epoksīdsveķos – siltumvadītspēja

Pievienošanaoglekļa nanocaurules (CNT)un grafēnu epoksīdsveķiem, pievienojot 20 % CNT un 20 % GNP, kompozītmateriāla siltumvadītspēja var sasniegt 7,3 W/mK.

3. Grafēna uzklāšana epoksīdsveķos – liesmas slāpēšana

Pievienojot 5 masas% organisko funkcionalizēto grafēna oksīdu, liesmas slāpētāja vērtība palielinājās par 23,7%, bet, pievienojot 5 masas%, pieauga par 43,9%.

Grafēnam piemīt izcilas stingrības, izmēru stabilitātes un stingrības īpašības.Kā epoksīda sveķu EP modifikators, tas var ievērojami uzlabot kompozītmateriālu mehāniskās īpašības un pārvarēt lielo parasto neorganisko pildvielu daudzumu un zemo modifikācijas efektivitāti un citus trūkumus.Pētnieki izmantoja ķīmiski modificētus GO / EP nanokompozītus.Kad w(GO)=0,0375%, atbilstošo kompozītmateriālu spiedes izturība un stingrība palielinājās attiecīgi par 48,3% un 1185,2%.Zinātnieki pētīja GO/EP sistēmas noguruma pretestības un stingrības modifikācijas efektu: kad w(GO) = 0,1%, kompozīta stiepes modulis palielinājās par aptuveni 12%;kad w(GO) = 1,0%, kompozītmateriāla lieces stingrība un izturība tika palielināta attiecīgi par 12% un 23%.