Deși grafenul este adesea supranumit „Panacea”, este incontestabil faptul că are proprietăți optice, electrice și mecanice excelente, motiv pentru care industria este atât de dornică să disperseze grafenul ca nanofiller în polimeri sau matrice anorganică. Deși nu are efectul legendar de a „transforma o piatră în aur”, poate îmbunătăți, de asemenea, o parte din performanța matricei într -un anumit interval și poate extinde intervalul său de aplicații.

În prezent, materialele compozite comune de grafen pot fi împărțite în principal în pe bază de polimeri și pe bază de ceramică. Există mai multe studii asupra primelor.

Rășina epoxidică (EP), ca o matrice de rășină utilizată frecvent, are proprietăți de aderență excelente, rezistență mecanică, rezistență la căldură și proprietăți dielectrice, dar conține un număr mare de grupuri epoxidice după întărire, iar densitatea de reticulare este prea mare, astfel încât produsele obținute sunt fragile și au rezistență la impact slab, conductivitate electrică și termică. Grafenul este cea mai grea substanță din lume și are o conductivitate electrică și termică excelentă. Prin urmare, materialul compus realizat prin compunerea grafenului și EP are avantajele ambelor și are o valoare bună a aplicației.

     Nano grafenAre o suprafață mare, iar dispersia la nivel moleculară a grafenului poate forma o interfață puternică cu polimerul. Grupurile funcționale precum grupările hidroxil și procesul de producție vor transforma grafenul într -o stare încrețită. Aceste nereguli la nano -scală îmbunătățesc interacțiunea dintre grafen și lanțurile polimerice. Suprafața grafenului funcționalizat conține hidroxil, carboxil și alte grupări chimice, care pot forma legături puternice de hidrogen cu polimeri polari, cum ar fi polimetil metacrilat. Grafenul are o structură unică bidimensională și multe proprietăți excelente și are un potențial mare de aplicare în îmbunătățirea proprietăților termice, electromagnetice și mecanice ale EP.

1. grafen în rășini epoxidice - Îmbunătățirea proprietăților electromagnetice

Grafenul are o conductivitate electrică excelentă și proprietăți electromagnetice și are caracteristicile dozei mici și eficienței ridicate. Este un potențial modificator conductor pentru EPP epoxidic EP. Cercetătorii au introdus în EP-ul tratat la suprafață prin polimerizare termică in situ. Proprietățile cuprinzătoare ale compozitelor GO/EP corespunzătoare (cum ar fi proprietățile mecanice, electrice și termice, etc.) au fost îmbunătățite semnificativ, iar conductivitatea electrică a fost crescută cu 6,5 ordine de mărime.

Grafenul modificat este compus cu rășina epoxidică, adăugând 2%din grafenul modificat, modulul de stocare al materialului compozit epoxidic crește cu 113%, adăugând 4%, rezistența crește cu 38%. Rezistența rășinii EP pure este de 10^17 OHM.CM, iar rezistența scade cu 6,5 ordine de mărime după adăugarea de oxid de grafen.

2. Aplicarea grafenului în rășină epoxidică - conductivitate termică

AdăugândNanotuburi de carbon (CNTS)și grafen la rășină epoxidică, la adăugarea de 20 % CNTS și 20 % PNB, conductivitatea termică a materialului compozit poate ajunge la 7,3W/MK.

3. Aplicarea grafenului în rășină epoxidică - retardarea flăcării

Când adăugați oxid de grafen funcționalizat de 5%în greutate, valoarea ignifugărării flăcării a crescut cu 23,7%, iar la adăugarea de 5%în greutate, a crescut cu 43,9%.

Grafenul are caracteristicile de rigiditate excelentă, stabilitate dimensională și duritate. Ca modificator al rășinii epoxidice EP, poate îmbunătăți semnificativ proprietățile mecanice ale materialelor compozite și poate depăși cantitatea mare de umpluturi anorganice obișnuite și eficiența de modificare scăzută și alte deficiențe. Cercetătorii au aplicat nanocompozite GO/EP modificate chimic. Când W (GO) = 0,0375%, rezistența la compresiune și duritatea compozitelor corespunzătoare au crescut cu 48,3%, respectiv 1185,2%. Oamenii de știință au studiat efectul de modificare a rezistenței la oboseală și a durității sistemului GO/EP: Când W (GO) = 0,1%, modulul de tracțiune al compozitului a crescut cu aproximativ 12%; Când W (GO) = 1,0%, rigiditatea și rezistența flexibilă a compozitului au fost crescute cu 12%, respectiv 23%.