Embora o grafeno seja frequentemente apelidado de "panacéia", é inegável que possui excelentes propriedades ópticas, elétricas e mecânicas, e é por isso que a indústria está tão interessada em dispersar grafeno como nanofiller em polímeros ou matrícios inorgânicos. Embora não tenha o efeito lendário de "transformar uma pedra em ouro", também pode melhorar parte do desempenho da matriz dentro de um determinado intervalo e expandir sua faixa de aplicação.

Atualmente, os materiais compostos de grafeno comuns podem ser divididos principalmente em baseados em polímeros e em cerâmica. Existem mais estudos sobre o primeiro.

A resina epóxi (EP), como uma matriz de resina comumente usada, possui excelentes propriedades de adesão, força 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; portanto, os produtos obtidos são bretôs e têm baixa resistência ao impacto, condutividade elétrica e térmica. O grafeno é a substância mais difícil do mundo e possui excelente condutividade elétrica e térmica. Portanto, o material composto fabricado pela composição de grafeno e EP tem as vantagens de ambos e tem um bom valor de aplicação.

     Nano grafenoPossui uma grande área de superfície, e a dispersão de grafeno em nível molecular pode formar uma interface forte com o polímero. Grupos funcionais, como grupos hidroxila e o processo de produção, transformarão grafeno em um estado enrugado. Essas irregularidades em nanoescala aumentam a interação entre as cadeias de grafeno e polímero. A superfície do grafeno funcionalizado contém hidroxila, carboxil e outros grupos químicos, que podem formar fortes ligações de hidrogênio com polímeros polares, como o polimetil metacrilato. O grafeno possui uma estrutura bidimensional exclusiva e muitas excelentes propriedades e tem um grande potencial de aplicação para melhorar as 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 e possui as características de baixa dosagem e alta eficiência. É um potencial modificador condutor para a resina epóxi EP. Os pesquisadores introduziram o EP tratado na superfície 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 ordem de magnitude.

O grafeno modificado é composto com a resina epóxi, adicionando 2%de grafeno modificado, o módulo de armazenamento do material compósito epóxi aumenta em 113%, adicionando 4%, a força aumenta em 38%. A resistência da resina EP pura é de 10^17 ohm.cm, e a resistência cai em 6,5 ordens de magnitude 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 % de CNTs e 20 % de PNBs, a condutividade térmica do material compósito pode atingir 7,3w/mk.

3. Aplicação de grafeno em resina epóxi - retardância de chama

Ao adicionar 5%em peso de óxido de grafeno funcionalizado orgânico, o valor retardador da chama aumentou 23,7%e, ao adicionar 5%em peso, aumentou 43,9%.

O grafeno tem as características de excelente rigidez, estabilidade dimensional e resistência. Como modificador do epóxi Resina EP, ele pode melhorar significativamente as propriedades mecânicas dos materiais compósitos e superar a grande quantidade de preenchimentos inorgânicos comuns e 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 e resistência à fadiga do sistema GO/EP: quando W (Go) = 0,1%, o módulo de tração do composto aumentou cerca de 12%; Quando W (GO) = 1,0%, a rigidez e a força da flexão do compósito aumentaram 12%e 23%, respectivamente.