Hoewel grafeen vaak "het wondermiddel" wordt genoemd, valt niet te ontkennen dat het uitstekende optische, elektrische en mechanische eigenschappen heeft. Daarom wil de industrie grafeen zo graag verspreiden als nanovuller in polymeren of anorganische matrices.Hoewel het niet het legendarische effect heeft van "een steen in goud veranderen", kan het binnen een bepaald bereik ook een deel van de prestaties van de matrix verbeteren en het toepassingsbereik uitbreiden.

Op dit moment kunnen de gebruikelijke grafeencomposietmaterialen voornamelijk worden onderverdeeld in op polymeer gebaseerd en op keramiek gebaseerd.Er zijn meer studies over de eerste.

Epoxyhars (EP), als veelgebruikte harsmatrix, heeft uitstekende hechtingseigenschappen, mechanische sterkte, hittebestendigheid en diëlektrische eigenschappen, maar bevat na uitharding een groot aantal epoxygroepen en de verknopingsdichtheid is te hoog, dus de verkregen producten zijn broos en hebben een slechte slagvastheid, elektrische en thermische geleidbaarheid.Grafeen is de hardste stof ter wereld en heeft een uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid.Daarom heeft het composietmateriaal gemaakt door grafeen en EP te compounderen de voordelen van beide en heeft het een goede toepassingswaarde.

     Nano grafeenheeft een groot oppervlak en de dispersie op moleculair niveau van grafeen kan een sterke interface vormen met het polymeer.Functionele groepen zoals hydroxylgroepen en het productieproces zullen grafeen in een gerimpelde staat veranderen.Deze onregelmatigheden op nanoschaal versterken de interactie tussen grafeen- en polymeerketens.Het oppervlak van gefunctionaliseerd grafeen bevat hydroxyl-, carboxyl- en andere chemische groepen, die sterke waterstofbruggen kunnen vormen met polaire polymeren zoals polymethylmethacrylaat.Grafeen heeft een unieke tweedimensionale structuur en vele uitstekende eigenschappen, en heeft een groot toepassingspotentieel bij het verbeteren van de thermische, elektromagnetische en mechanische eigenschappen van EP.

1. Grafeen in epoxyharsen – verbetering van de elektromagnetische eigenschappen

Grafeen heeft uitstekende elektrische geleidbaarheid en elektromagnetische eigenschappen en heeft de kenmerken van een lage dosering en een hoog rendement.Het is een potentiële geleidende modificator voor epoxyhars EP.De onderzoekers introduceerden oppervlaktebehandeld GO in EP door in-situ thermische polymerisatie.De uitgebreide eigenschappen van de overeenkomstige GO/EP-composieten (zoals mechanische, elektrische en thermische eigenschappen, enz.) werden aanzienlijk verbeterd en de elektrische geleidbaarheid werd met 6,5 orde van grootte verhoogd.

Gemodificeerd grafeen wordt gecompoundeerd met epoxyhars, waarbij 2% gemodificeerd grafeen wordt toegevoegd, de opslagmodulus van epoxycomposietmateriaal neemt toe met 113%, voegt 4% toe, de sterkte neemt toe met 38%.De weerstand van pure EP-hars is 10^17 ohm.cm, en de weerstand daalt met 6,5 ordes van grootte na toevoeging van grafeenoxide.

2. Toepassing van grafeen in epoxyhars – thermische geleidbaarheid

toevoegenkoolstof nanobuisjes (CNT's)en grafeen tot epoxyhars, wanneer 20% CNT's en 20% BNP's worden toegevoegd, kan de thermische geleidbaarheid van het composietmateriaal 7,3 W / mK bereiken.

3. Toepassing van grafeen in epoxyhars – vlamvertraging

Bij toevoeging van 5 gew.% organisch gefunctionaliseerd grafeenoxide nam de vlamvertragende waarde met 23,7% toe en bij toevoeging van 5 gew.% met 43,9%.

Grafeen heeft de kenmerken van uitstekende stijfheid, vormvastheid en taaiheid.Als modificator van epoxyhars EP kan het de mechanische eigenschappen van composietmaterialen aanzienlijk verbeteren en de grote hoeveelheid gewone anorganische vulstoffen en lage modificatie-efficiëntie en andere tekortkomingen overwinnen.De onderzoekers pasten chemisch gemodificeerde GO/EP-nanocomposieten toe.Wanneer w(GO)=0,0375%, namen de druksterkte en taaiheid van de overeenkomstige composieten toe met respectievelijk 48,3% en 1185,2%.De wetenschappers bestudeerden het modificatie-effect van vermoeiingsweerstand en taaiheid van het GO/EP-systeem: wanneer w(GO) = 0,1%, nam de trekmodulus van de composiet toe met ongeveer 12%;wanneer w(GO) = 1,0%, werden de buigstijfheid en sterkte van het composiet verhoogd met respectievelijk 12% en 23%.