Aj keď sa grafén často nazýva „pancea“, je nepopierateľné, že má vynikajúce optické, elektrické a mechanické vlastnosti, a preto je priemysel tak ochotný rozptýliť grafén ako nanofilera v polyméroch alebo anorganickej matrici. Aj keď nemá legendárny účinok „premeny kameňa na zlato“, môže tiež zlepšiť časť výkonnosti matrice v určitom rozsahu a rozšíriť jej rozsah aplikácií.

V súčasnosti môžu byť bežné grafénové kompozitné materiály rozdelené hlavne na polymérne a na báze keramiky. Existuje viac štúdií o prvom.

Epoxidová živica (EP) ako bežne používaná živičná matica má vynikajúce adhézne vlastnosti, mechanickú pevnosť, tepelný odpor a dielektrické vlastnosti, ale obsahuje veľké množstvo epoxidových skupín po vytvrdzovaní a hustota zosieťovania je príliš vysoká, takže získané produkty sú krehké a majú zlý nárazový odpor, elektrickú a termálnu vodivosť. Grafén je najťažšia látka na svete a má vynikajúcu elektrickú a tepelnú vodivosť. Z tohto dôvodu má kompozitný materiál vyrobený zložením grafénu a EP výhody oboch a má dobrú hodnotu aplikácie.

     Nano grafénmá veľkú plochu povrchu a disperzia grafénu na úrovni molekulárnej úrovne môže tvoriť silné rozhranie s polymérom. Funkčné skupiny, ako sú hydroxylové skupiny a výrobný proces, sa z grafénu zmení na zvrásnený stav. Tieto nezrovnalosti v nanomateriále zvyšujú interakciu medzi grafénom a polymérnymi reťazcami. Povrch funkcionalizovaného grafénu obsahuje hydroxyl, karboxylové a ďalšie chemické skupiny, ktoré môžu tvoriť silné vodíkové väzby s polárnymi polymérmi, ako je polymetylmetakrylát. Grafén má jedinečnú dvojrozmernú štruktúru a mnoho vynikajúcich vlastností a má veľký aplikačný potenciál pri zlepšovaní tepelných, elektromagnetických a mechanických vlastností EP.

1. Grafén v epoxidových živicách - zlepšenie elektromagnetických vlastností

Grafén má vynikajúcu elektrickú vodivosť a elektromagnetické vlastnosti a má charakteristiky nízkej dávky a vysokej účinnosti. Je to potenciálny vodivý modifikátor pre epoxidovú živicu EP. Vedci zaviedli povrchovo ošetrené GO do EP tepelnou polymerizáciou in situ. Komplexné vlastnosti zodpovedajúcich kompozitov GO/EP (ako sú mechanické, elektrické a tepelné vlastnosti atď.) Sa významne zlepšili a elektrická vodivosť sa zvýšila o 6,5 rádovo.

Modifikovaný grafén je znásobený s epoxidovou živicou, čím sa pridáva 2%modifikovaného grafénu, úložný modul epoxidového kompozitného materiálu sa zvyšuje o 113%, čím sa zvýši 4%, čo sa zvyšuje o 38%. Odolnosť čistej EP živice je 10^17 OHM.CM a odpor po pridaní oxidu grafénu klesne o 6,5 rádov.

2. Aplikácia grafénu v epoxidovej živici - tepelná vodivosť

Pridanieuhlíkové nanotrubice (CNT)a grafén na epoxidovú živicu, keď pridáva 20 % CNT a 20 % GNP, tepelná vodivosť kompozitného materiálu môže dosiahnuť 7,3 W/Mk.

3. Aplikácia grafénu v epoxidovej živici - spomalenosť horenia

Pri pridávaní 5%%hmotn. Oxidu funkcionalizovaného organickým funkcionalizáciou grafénu sa hodnota spomaľovania horenia zvýšila o 23,7%a pri pridávaní 5%hmotn. Sa zvýšila o 43,9%.

Grafén má vlastnosti vynikajúcej tuhosti, rozmerovej stability a húževnatosti. Ako modifikátor epoxidovej živice EP môže významne zlepšiť mechanické vlastnosti kompozitných materiálov a prekonať veľké množstvo bežných anorganických výplne a nízka účinnosť modifikácie a iné nedostatky. Vedci použili chemicky modifikované nanokompozity GO/EP. Keď W (GO) = 0,0375%, pevnosť v tlaku a húževnatosť zodpovedajúcich kompozitov sa zvýšila o 48,3% a 1185,2%. Vedci študovali modifikačný účinok rezistencie na únavu a húževnatosť systému GO/EP: keď W (GO) = 0,1%, ťahový modul kompozitu sa zvýšil asi o 12%; Keď W (GO) = 1,0%, tuhosť v ohybe a pevnosť kompozitu sa zvýšili o 12%a 23%.