Lai arī grafēns bieži tiek saukts par “panaceju”, nav noliedzams, ka tam ir lieliskas optiskās, elektriskās un mehāniskās īpašības, tāpēc nozare tik ļoti vēlas izkliedēt grafēnu kā nanofilleri polimēros vai neorganiskā matricā. Lai arī tam nav leģendārā efekta - “akmens pārvēršana zeltā”, tas var arī uzlabot daļu matricas veiktspējas noteiktā diapazonā un paplašināt tā piemērošanas diapazonu.

Pašlaik parastos grafēna kompozītmateriālus galvenokārt var sadalīt uz polimēru un keramikas bāzes. Ir vairāk pētījumu par bijušo.

Epoksīda sveķiem (EP) kā parasti lietotu sveķu matricu, tam ir lieliskas saķeres īpašības, mehāniskā izturība, karstuma izturība un dielektriskās īpašības, taču pēc sacietēšanas tas satur lielu skaitu epoksīda grupu, un šķērssavienojuma blīvums ir pārāk liels, tāpēc iegūtie produkti ir trausli un ar sliktu trieciena izturību, elektrisku un siltumvadītspēju. Grafēns ir vissmagākā viela pasaulē, un tam ir lieliska elektriskā un siltuma vadītspēja. Tāpēc kompozītmateriālam, kas izgatavots, apvienojot grafēnu un EP, ir abu priekšrocības, un tam ir laba pielietojuma vērtība.

     Nano grafēnsir liels virsmas laukums, un grafēna molekulārā līmeņa izkliedēšana var veidot spēcīgu saskarni ar polimēru. Funkcionālās grupas, piemēram, hidroksilgrupas un ražošanas process, grafēns pārvērtīs par saburzītu stāvokli. Šie nanomēroga pārkāpumi uzlabo mijiedarbību starp grafēna un polimēru ķēdēm. Funkcionalizētā grafēna virsma satur hidroksilgrupu, karboksilgrupu un citas ķīmiskas grupas, kas var veidot spēcīgas ūdeņraža saites ar polārajiem polimēriem, piemēram, polimetilmetakrilātu. Grafēnam ir unikāla divdimensiju struktūra un daudzas izcilas īpašības, un tam ir liels pielietošanas potenciāls EP termiskās, elektromagnētiskās un mehāniskās īpašības uzlabošanā.

1. Grafēns epoksīda sveķos - elektromagnētisko īpašību uzlabošana

Grafēnam ir lieliska elektriskā vadītspēja un elektromagnētiskās īpašības, un tam ir zemas devas un augstas efektivitātes raksturlielumi. Tas ir potenciāls vadošs modifikators epoksīda sveķiem EP. Pētnieki ieviesa ar virsmu apstrādātas EP ar in situ termisko polimerizāciju. Atbilstošo GO/EP kompozītu (piemēram, mehāniskās, elektriskās un termiskās īpašības utt.) Visaptverošās īpašības tika ievērojami uzlabotas, un elektriskā vadītspēja tika palielināta par 6,5 lieluma secību.

Modificēts grafēns ir papildināts ar epoksīda sveķiem, pievienojot 2%modificētā grafēna, epoksīda kompozītmateriāla uzglabāšanas modulis palielinās par 113%, pievienojot 4%, stiprums palielinās par 38%. Tīro EP sveķu pretestība ir 10^17 omm.cm, un pretestība samazinās par 6,5 lieluma pakāpes pēc grafēna oksīda pievienošanas.

2. Grafēna pielietojums epoksīda sveķos - siltumvadītspēja

PapildinājumsOglekļa nanocaurules (CNT)un grafēns līdz epoksīda sveķiem, pievienojot 20 % CNT un 20 % GNP, kompozītmateriāla siltumvadītspēja var sasniegt 7,3W/mk.

3. Grafēna pielietojums epoksīda sveķos - liesmas palēnināšanās

Pievienojot 5 masas%organisko funkcionalizētu grafēna oksīdu, liesmas palēninātāja vērtība palielinājās par 23,7%un, pievienojot 5 masas%, palielinājās par 43,9%.

Grafēnam ir lieliskas stingrības, izmēru stabilitātes un izturības raksturlielumi. Kā epoksīda sveķu EP modifikators tas var ievērojami uzlabot kompozītmateriālu mehāniskās īpašības un pārvarēt lielo parasto neorganisko pildvielu daudzumu un zemu modifikācijas efektivitāti un citus trūkumus. Pētnieki pielietoja ķīmiski modificētus Go/EP nanokompozītus. Kad W (GO) = 0,0375%, attiecīgo kompozītu spiedes stiprība un izturība palielinājās attiecīgi par 48,3% un 1185,2%. Zinātnieki pētīja noguruma pretestības un GO/EP sistēmas izturības modifikācijas efektu: kad W (GO) = 0,1%, kompozīta stiepes modulis palielinājās par aptuveni 12%; Kad W (GO) = 1,0%, saliektības stingrība un stiprums tika palielināts attiecīgi par 12%un 23%.