Selv om grafen ofte kalles "universalmiddelet", er det ubestridelig at det har utmerkede optiske, elektriske og mekaniske egenskaper, og det er grunnen til at industrien er så opptatt av å spre grafen som et nanofyllstoff i polymerer eller uorganisk matrise.Selv om det ikke har den legendariske effekten av å "gjøre en stein til gull", kan det også forbedre deler av ytelsen til matrisen innenfor et visst område og utvide bruksområdet.

For tiden kan de vanlige grafenkomposittmaterialene hovedsakelig deles inn i polymerbasert og keramiskbasert.Det finnes flere studier på førstnevnte.

Epoksyharpiks (EP), som en ofte brukt harpiksmatrise, har utmerkede adhesjonsegenskaper, mekanisk styrke, varmebestandighet og dielektriske egenskaper, men den inneholder et stort antall epoksygrupper etter herding, og tverrbindingstettheten er for høy, slik at den oppnådde produkter er sprø og har dårlig slagfasthet, elektrisk og termisk ledningsevne.Grafen er det hardeste stoffet i verden og har utmerket elektrisk og termisk ledningsevne.Derfor har komposittmaterialet laget ved å blande grafen og EP fordelene med begge og har god bruksverdi.

     Nano grafenhar et stort overflateareal, og molekylnivådispersjonen av grafen kan danne en sterk grenseflate med polymeren.Funksjonelle grupper som hydroksylgrupper og produksjonsprosessen vil gjøre grafen til en rynket tilstand.Disse uregelmessighetene i nanoskala forbedrer samspillet mellom grafen- og polymerkjeder.Overflaten til funksjonalisert grafen inneholder hydroksyl, karboksyl og andre kjemiske grupper, som kan danne sterke hydrogenbindinger med polare polymerer som polymetylmetakrylat.Grafen har en unik todimensjonal struktur og mange utmerkede egenskaper, og har stort brukspotensial for å forbedre de termiske, elektromagnetiske og mekaniske egenskapene til EP.

1. Grafen i epoksyharpiks – forbedrer elektromagnetiske egenskaper

Grafen har utmerket elektrisk ledningsevne og elektromagnetiske egenskaper, og har egenskapene til lav dosering og høy effektivitet.Det er en potensiell ledende modifiseringsmiddel for epoksyharpiks EP.Forskerne introduserte overflatebehandlet GO i EP ved in-situ termisk polymerisering.De omfattende egenskapene til de tilsvarende GO/EP-komposittene (som mekaniske, elektriske og termiske egenskaper, etc.) ble betydelig forbedret, og den elektriske ledningsevnen ble økt med 6,5 størrelsesorden.

Modifisert grafen blandes med epoksyharpiks, og tilsetter 2 % modifisert grafen, lagringsmodulen til epoksykomposittmateriale øker med 113 %, legger til 4 %, styrken øker med 38 %.Motstanden til ren EP-harpiks er 10^17 ohm.cm, og motstanden synker med 6,5 størrelsesordener etter tilsetning av grafenoksid.

2. Påføring av grafen i epoksyharpiks – termisk ledningsevne

Legger tilkarbon nanorør (CNT)og grafen til epoksyharpiks, ved tilsetning av 20 % CNT og 20 % GNP, kan den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet nå 7,3 W/mK.

3. Påføring av grafen i epoksyharpiks – flammehemmende

Ved tilsetning av 5 vekt% organisk funksjonalisert grafenoksid økte den flammehemmende verdien med 23,7%, og ved tilsetning av 5 vekt% økte den med 43,9%.

Grafen har egenskapene til utmerket stivhet, dimensjonsstabilitet og seighet.Som en modifisering av epoksyharpiks EP, kan den forbedre de mekaniske egenskapene til komposittmaterialer betydelig, og overvinne den store mengden vanlige uorganiske fyllstoffer og lav modifikasjonseffektivitet og andre mangler.Forskerne brukte kjemisk modifiserte GO/EP nanokompositter.Når w(GO)=0,0375 %, økte trykkfastheten og seigheten til de tilsvarende komposittene med henholdsvis 48,3 % og 1185,2 %.Forskerne studerte modifikasjonseffekten av tretthetsmotstand og seighet til GO/EP-systemet: når w(GO) = 0,1 %, økte strekkmodulen til kompositten med ca. 12 %;når w(GO) = 1,0 %, ble bøyestivheten og styrken til kompositten økt med henholdsvis 12 % og 23 %.