Embora o grafeno seja frequentemente apelidado de “a panacéia”, é inegável que possui excelentes propriedades ópticas, elétricas e mecânicas, razão pela qual a indústria está tão interessada em dispersar o grafeno como nanocarga em polímeros ou matrizes inorgânicas. Embora não tenha o lendário efeito de “transformar uma pedra em ouro”, também pode melhorar parte do desempenho da matriz dentro de uma determinada faixa e ampliar sua gama de aplicação.
Atualmente, os materiais compósitos de grafeno comuns podem ser divididos principalmente em polímeros e cerâmicos. Existem mais estudos sobre o primeiro.
A resina epóxi (EP), como matriz de resina comumente usada, possui excelentes propriedades de adesão, resistência mecânica, resistência ao calor e propriedades dielétricas, mas contém um grande número de grupos epóxi após a cura, e a densidade de reticulação é muito alta, então o obtido os produtos são frágeis e têm baixa resistência ao impacto e condutividade elétrica e térmica. O grafeno é a substância mais dura do mundo e possui excelente condutividade elétrica e térmica. Portanto, o material compósito feito pela combinação de grafeno e EP tem as vantagens de ambos e tem bom valor de aplicação.
Nano Grafenotem uma grande área superficial e a dispersão do grafeno em nível molecular pode formar uma forte interface com o polímero. Grupos funcionais como grupos hidroxila e o processo de produção transformarão o grafeno em um estado enrugado. Essas irregularidades em nanoescala melhoram a interação entre o grafeno e as cadeias poliméricas. A superfície do grafeno funcionalizado contém hidroxila, carboxila e outros grupos químicos, que podem formar fortes ligações de hidrogênio com polímeros polares, como o polimetilmetacrilato. O grafeno possui uma estrutura bidimensional única e muitas propriedades excelentes, além de ter grande potencial de aplicação na melhoria das propriedades térmicas, eletromagnéticas e mecânicas do EP.
1. Grafeno em resinas epóxi – melhorando as propriedades eletromagnéticas
O grafeno possui excelente condutividade elétrica e propriedades eletromagnéticas, além de possuir características de baixa dosagem e alta eficiência. É um modificador condutor potencial para resina epóxi EP. Os pesquisadores introduziram GO com superfície tratada em EP por polimerização térmica in situ. As propriedades abrangentes dos compósitos GO/EP correspondentes (como propriedades mecânicas, elétricas e térmicas, etc.) foram significativamente melhoradas e a condutividade elétrica foi aumentada em 6,5 ordens de grandeza.
O grafeno modificado é composto com resina epóxi, adicionando 2% de grafeno modificado, o módulo de armazenamento do material compósito epóxi aumenta em 113%, adicionando 4%, a resistência aumenta em 38%. A resistência da resina EP pura é de 10 ^ 17 ohm.cm, e a resistência cai 6,5 ordens de grandeza após a adição de óxido de grafeno.
2. Aplicação de grafeno em resina epóxi – condutividade térmica
Adicionandonanotubos de carbono (CNTs)e grafeno à resina epóxi, ao adicionar 20% CNTs e 20%GNPs, a condutividade térmica do material compósito pode chegar a 7,3W/mK.
3. Aplicação de grafeno em resina epóxi – retardante de chama
Ao adicionar 5% em peso de óxido de grafeno funcionalizado orgânico, o valor retardador de chama aumentou 23,7%, e ao adicionar 5% em peso, aumentou 43,9%.
O grafeno possui características de excelente rigidez, estabilidade dimensional e tenacidade. Como modificador da resina epóxi EP, pode melhorar significativamente as propriedades mecânicas dos materiais compósitos e superar a grande quantidade de cargas inorgânicas comuns e a baixa eficiência de modificação e outras deficiências. Os pesquisadores aplicaram nanocompósitos GO/EP quimicamente modificados. Quando w(GO)=0,0375%, a resistência à compressão e a tenacidade dos compósitos correspondentes aumentaram 48,3% e 1185,2%, respectivamente. Os cientistas estudaram o efeito de modificação da resistência à fadiga e tenacidade do sistema GO/EP: quando w(GO) = 0,1%, o módulo de tração do compósito aumentou cerca de 12%; quando w(GO) = 1,0%, a rigidez à flexão e a resistência do compósito aumentaram em 12% e 23%, respectivamente.
Horário da postagem: 21 de fevereiro de 2022