Mặc dù graphene thường được mệnh danh là “thuốc chữa bách bệnh”, nhưng không thể phủ nhận rằng nó có các đặc tính cơ, điện và quang tuyệt vời, đó là lý do tại sao ngành công nghiệp này rất quan tâm đến việc phân tán graphene như một chất độn nano trong polyme hoặc ma trận vô cơ. Mặc dù nó không có tác dụng huyền thoại là “biến đá thành vàng”, nhưng nó cũng có thể cải thiện một phần hiệu suất của ma trận trong một phạm vi nhất định và mở rộng phạm vi ứng dụng của nó.

 

Hiện nay, vật liệu composite graphene phổ biến có thể được chia chủ yếu thành gốc polymer và gốc gốm. Có nhiều nghiên cứu hơn về cái trước.

 

Nhựa epoxy (EP), là một ma trận nhựa thường được sử dụng, có đặc tính bám dính, độ bền cơ học, khả năng chịu nhiệt và tính chất điện môi tuyệt vời, nhưng nó chứa một số lượng lớn các nhóm epoxy sau khi đóng rắn và mật độ liên kết ngang quá cao, do đó thu được sản phẩm giòn, có khả năng chống va đập, dẫn điện và dẫn nhiệt kém. Graphene là chất cứng nhất trên thế giới và có tính dẫn điện và nhiệt tuyệt vời. Vì vậy, vật liệu composite được chế tạo bằng cách kết hợp graphene và EP có những ưu điểm của cả hai và có giá trị ứng dụng tốt.

 

     Graphene nanocó diện tích bề mặt lớn và sự phân tán ở cấp độ phân tử của graphene có thể tạo thành một giao diện mạnh với polymer. Các nhóm chức năng như nhóm hydroxyl và quá trình sản xuất sẽ biến graphene trở nên nhăn nheo. Những bất thường ở kích thước nano này tăng cường sự tương tác giữa chuỗi graphene và polymer. Bề mặt của graphene được chức năng hóa chứa hydroxyl, carboxyl và các nhóm hóa học khác, có thể hình thành liên kết hydro mạnh với các polyme phân cực như polymethyl methacrylate. Graphene có cấu trúc hai chiều độc đáo và nhiều đặc tính tuyệt vời, đồng thời có tiềm năng ứng dụng lớn trong việc cải thiện các tính chất nhiệt, điện từ và cơ học của EP.

 

1. Graphene trong nhựa epoxy – cải thiện tính chất điện từ

Graphene có tính dẫn điện và điện từ tuyệt vời, đồng thời có đặc tính liều lượng thấp và hiệu quả cao. Nó là một chất biến tính dẫn điện tiềm năng cho nhựa epoxy EP. Các nhà nghiên cứu đã đưa GO được xử lý bề mặt vào EP bằng phương pháp trùng hợp nhiệt tại chỗ. Các đặc tính toàn diện của vật liệu tổng hợp GO / EP tương ứng (chẳng hạn như các tính chất cơ, điện và nhiệt, v.v.) đã được cải thiện đáng kể và độ dẫn điện được tăng thêm 6,5 bậc độ lớn.

 

Graphene biến tính được kết hợp với nhựa epoxy, thêm 2% graphene biến tính, mô đun lưu trữ của vật liệu composite epoxy tăng 113%, thêm 4%, cường độ tăng 38%. Điện trở của nhựa EP nguyên chất là 10^17 ohm.cm và điện trở giảm 6,5 bậc độ lớn sau khi thêm oxit graphene.

 

2. Ứng dụng graphene trong nhựa epoxy – tính dẫn nhiệt

Thêmống nano carbon (CNT)và graphene vào nhựa epoxy, khi thêm 20% CNT và 20%GNP, độ dẫn nhiệt của vật liệu composite có thể đạt tới 7,3W/mK.

 

3. Ứng dụng graphene trong nhựa epoxy – chống cháy

Khi thêm 5% trọng lượng oxit graphene chức năng hữu cơ, giá trị chống cháy tăng 23,7% và khi thêm 5% trọng lượng, tăng 43,9%.

 

Graphene có các đặc tính về độ cứng tuyệt vời, độ ổn định kích thước và độ dẻo dai. Là một chất biến tính của nhựa epoxy EP, nó có thể cải thiện đáng kể các tính chất cơ học của vật liệu composite, khắc phục lượng lớn chất độn vô cơ thông thường cũng như hiệu suất biến đổi thấp và những thiếu sót khác. Các nhà nghiên cứu đã áp dụng vật liệu nanocompozit GO/EP đã được biến đổi về mặt hóa học. Khi w(GO)=0,0375%, cường độ chịu nén và độ dẻo dai của vật liệu composite tương ứng tăng lần lượt là 48,3% và 1185,2%. Các nhà khoa học đã nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi của khả năng chống mỏi và độ bền của hệ GO/EP: khi w(GO) = 0,1%, mô đun kéo của composite tăng khoảng 12%; khi w(GO) = 1,0%, độ cứng và cường độ uốn của composite tăng lần lượt là 12% và 23%.

 


Thời gian đăng: Feb-21-2022

Gửi tin nhắn của bạn cho chúng tôi:

Viết tin nhắn của bạn ở đây và gửi cho chúng tôi