Chociaż grafen jest często nazywany „panaceum”, jest niezaprzeczalne, że ma doskonałe właściwości optyczne, elektryczne i mechaniczne, dlatego przemysł tak chętnie rozprasza grafen jako nanofiller w polimerach lub matryce nieorganicznej. Chociaż nie ma legendarnego efektu „przekształcania kamienia w złoto”, może również poprawić część wydajności matrycy w określonym zakresie i rozszerzyć swój zakres aplikacji.

Obecnie wspólne materiały kompozytowe grafenu można podzielić głównie na oparte na polimerach i oparte na ceramice. Istnieje więcej badań nad tym pierwszym.

Żywica epoksydowa (EP), jako powszechnie stosowana macierz żywicy, ma doskonałe właściwości adhezji, wytrzymałość mechaniczną, odporność na ciepło i właściwości dielektryczne, ale zawiera dużą liczbę grup epoksydowych po utwardzaniu, a gęstość sieciowania jest zbyt wysoka, dzięki czemu otrzymane produkty są kruche i mają słabą odporność na uderzenie, przewodnictwo elektryczne i termiczne. Grafen jest najtrudniejszą substancją na świecie i ma doskonałą przewodność elektryczną i cieplną. Dlatego materiał kompozytowy wykonany przez grafen i EP ma zalety obu i ma dobrą wartość zastosowania.

     Nano grafenMa dużą powierzchnię, a dyspersja grafenu na poziomie molekularnym może tworzyć silny interfejs z polimerem. Grupy funkcjonalne, takie jak grupy hydroksylowe i proces produkcji, zamieni grafen w pomarszczony stan. Te nieregularności nanoskali zwiększają interakcję między łańcuchami grafenu i polimerowymi. Powierzchnia funkcjonalizowanego grafenu zawiera hydroksyl, karboksyl i inne grupy chemiczne, które mogą tworzyć silne wiązania wodorowe z polimerami polarnymi, takimi jak metakrylan polimetylu. Grafen ma unikalną dwuwymiarową strukturę i wiele doskonałych właściwości i ma doskonały potencjał zastosowania w poprawie właściwości termicznych, elektromagnetycznych i mechanicznych EP.

1. Grafen w żywicach epoksydowych - Poprawa właściwości elektromagnetycznej

Grafen ma doskonałą przewodność elektryczną i właściwości elektromagnetyczne i ma charakterystykę niskiej dawki i wysokiej wydajności. Jest to potencjalny modyfikator przewodzący dla EP -żywicy epoksydowej. Naukowcy wprowadzili traktowane powierzchniowo, Go do EP przez polimeryzację termiczną in situ. Kompleksowe właściwości odpowiednich kompozytów GO/EP (takich jak właściwości mechaniczne, elektryczne i termiczne itp.) Znacząco ulepszono, a przewodność elektryczna została zwiększona o 6,5 rzędu wielkości.

Zmodyfikowany grafen jest połączony z żywicą epoksydową, dodając 2%zmodyfikowanego grafenu, moduł magazynowy materiału kompozytowego epoksydowego wzrasta o 113%, dodając 4%, wytrzymałość wzrasta o 38%. Rezystancja żywicy czystej EP wynosi 10^17 OHM. CM, a oporność spada o 6,5 rzędu wielkości po dodaniu tlenku grafenu.

2. Zastosowanie grafenu w żywicy epoksydowej - przewodność cieplna

Dodanienanorurki węglowe (CNT)i grafen do żywicy epoksydowej, dodając 20 % CNT i 20 % PNP, przewodność cieplna materiału kompozytowego może osiągnąć 7,3 W/mk.

3. Zastosowanie grafenu w żywicy epoksydowej - opóźnienie płomienia

Po dodaniu 5%%wagowych organicznego funkcjonalizowanego tlenku grafenu wartość opóźniającego płomienie wzrosła o 23,7%, a przy dodaniu 5%wag. Wzrosła o 43,9%.

Grafen ma charakterystykę doskonałej sztywności, stabilności wymiarowej i wytrzymałości. Jako modyfikator EPki żywicy epoksydowej może znacznie poprawić właściwości mechaniczne materiałów kompozytowych i pokonać dużą ilość zwykłych wypełniaczy nieorganicznych oraz niską wydajność modyfikacji i inne niedociągnięcia. Naukowcy zastosowali chemicznie zmodyfikowane nanokompozyty GO/EP. Gdy W (GO) = 0,0375%, wytrzymałość na ściskanie i wytrzymałość odpowiednich kompozytów wzrosła odpowiednio o 48,3% i 1185,2%. Naukowcy badali efekt modyfikacji odporności na zmęczenie i wytrzymałość systemu GO/EP: Gdy W (GO) = 0,1%, moduł rozciągania kompozytu wzrósł o około 12%; Gdy W (GO) = 1,0%, sztywność i wytrzymałość kompozytu zwiększyła się odpowiednio o 12%i 23%.