Grafen genellikle "her derde deva" olarak adlandırılsa da, mükemmel optik, elektriksel ve mekanik özelliklere sahip olduğu inkar edilemez, bu nedenle endüstri grafeni polimerlerde veya inorganik matriste bir nano dolgu maddesi olarak dağıtmaya bu kadar heveslidir.“Bir taşı altına dönüştürmek” gibi efsanevi bir etkiye sahip olmasa da, matrisin performansının bir kısmını belirli bir aralıkta iyileştirebilir ve uygulama aralığını genişletebilir.

Şu anda, ortak grafen kompozit malzemeler esas olarak polimer bazlı ve seramik bazlı olarak ayrılabilir.Birincisi hakkında daha fazla çalışma var.

Yaygın olarak kullanılan bir reçine matrisi olan epoksi reçine (EP), mükemmel yapışma özelliklerine, mekanik dayanıklılığa, ısı direncine ve dielektrik özelliklere sahiptir, ancak kürlendikten sonra çok sayıda epoksi grubu içerir ve çapraz bağlanma yoğunluğu çok yüksektir, bu nedenle elde edilen ürünler kırılgandır ve zayıf darbe direncine, elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir.Grafen, dünyadaki en sert maddedir ve mükemmel elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir.Bu nedenle, grafen ve EP'nin birleştirilmesiyle yapılan kompozit malzeme, her ikisinin de avantajlarına sahiptir ve iyi bir uygulama değerine sahiptir.

     Nano Grafengeniş bir yüzey alanına sahiptir ve grafenin moleküler düzeyde dağılımı, polimer ile güçlü bir arayüz oluşturabilir.Hidroksil grupları gibi fonksiyonel gruplar ve üretim süreci grafeni buruşuk bir duruma getirecektir.Bu nano ölçekli düzensizlikler, grafen ve polimer zincirleri arasındaki etkileşimi arttırır.İşlevselleştirilmiş grafenin yüzeyi, polimetil metakrilat gibi polar polimerlerle güçlü hidrojen bağları oluşturabilen hidroksil, karboksil ve diğer kimyasal grupları içerir.Grafenin benzersiz bir iki boyutlu yapısı ve birçok mükemmel özelliği vardır ve EP'nin termal, elektromanyetik ve mekanik özelliklerini iyileştirmede büyük uygulama potansiyeline sahiptir.

1. Epoksi reçinelerdeki grafen – elektromanyetik özellikleri iyileştirme

Grafen mükemmel elektriksel iletkenliğe ve elektromanyetik özelliklere sahiptir ve düşük dozaj ve yüksek verimlilik özelliklerine sahiptir.Epoksi reçine EP için potansiyel bir iletken değiştiricidir.Araştırmacılar, yerinde termal polimerizasyon yoluyla yüzey işlem görmüş GO'yu EP'ye dahil ettiler.Karşılık gelen GO/EP kompozitlerinin kapsamlı özellikleri (mekanik, elektriksel ve termal özellikler vb.) önemli ölçüde iyileştirildi ve elektrik iletkenliği 6,5 kat artırıldı.

Modifiye grafen, epoksi reçine ile birleştirilir, modifiye grafen %2 eklenir, epoksi kompozit malzemenin depolama modülü %113 artar, %4 eklenir, mukavemet %38 artar.Saf EP reçinesinin direnci 10^17 ohm.cm'dir ve grafen oksit eklendikten sonra direnç 6.5 kat düşer.

2. Epoksi reçinede grafen uygulaması - termal iletkenlik

Eklemekarbon nanotüpler (CNT'ler)ve epoksi reçineye grafen, %20 CNT'ler ve %20 GNP'ler eklendiğinde, kompozit malzemenin termal iletkenliği 7,3W/mK'ye ulaşabilir.

3. Epoksi reçinede grafen uygulaması - alev geciktirici

Ağırlıkça %5 organik işlevselleştirilmiş grafen oksit eklendiğinde alev geciktirici değeri %23,7, ağırlıkça %5 eklendiğinde ise %43,9 arttı.

Grafen, mükemmel sertlik, boyutsal kararlılık ve tokluk özelliklerine sahiptir.Epoksi reçine EP'nin bir değiştiricisi olarak, kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini önemli ölçüde iyileştirebilir ve büyük miktarda sıradan inorganik dolgu maddesinin ve düşük modifikasyon verimliliğinin ve diğer eksikliklerin üstesinden gelebilir.Araştırmacılar kimyasal olarak modifiye edilmiş GO/EP nanokompozitlerini uyguladılar.w(GO)=%0,0375 olduğunda, karşılık gelen kompozitlerin basınç dayanımı ve tokluğu sırasıyla %48,3 ve %1185,2 arttı.Bilim adamları, GO/EP sisteminin yorulma direncinin ve tokluğunun modifikasyon etkisini incelediler: w(GO) = %0,1 olduğunda, kompozitin gerilme modülü yaklaşık %12 arttı;w(GO) = %1.0 olduğunda, kompozitin eğilme sertliği ve mukavemeti sırasıyla %12 ve %23 arttı.