Grafiini / epoksüvaikkomposiitkihtide teadustöö edusammud (1)

Erinevate molekulaarstruktuuride tõttu võivad epoksüvaigud (EP) avaldada erinevaid omadusi. Ja kuna seda on lihtne segada erinevateks kõvenditeguriteks, lahjenditeks, abiaineteks jne, et valmistada epoksüvaikmaterjalid, millel on suurepärased mehhaanilised, mehaanilised, termilised, adhesiooni-, isolatsiooni- ja korrosioonivastased omadused, ning seda kasutatakse laialdaselt korrosioonivastases korras katted. . Kuid rakenduskeskkonna komplikatsiooniga näitavad lihtsad EP katted puudusi: esiteks on halb soojusjuhtivus, mille tagajärjeks on madal soojusisolatsioon, enamik EP-d sobib ainult keskkonnale alla 100 ° C; Teiseks, kuna pärast kõvenemist on kõrge ristlüli tihedus, on hõõrdetegur kõrge ja kulumiskindlus ja löögikindlus on halb. Kolmandaks, vastupidavus on kõrge ja elektrostaatiline efekt on kergesti tekitatud. Neljas on see, et pärast kõvastumist tekivad vead kergesti ja see mõjutab korrosioonikindlust. Et paremini ära kasutada EP eeliseid, lisatakse täiteaineid sageli jõudluse parandamiseks.

Grafiinil on suurepärane potentsiaal vaigu baasil valmistatud materjalide omaduste parandamiseks selle unikaalse kristallstruktuuri ja suurepäraste füüsikaliste omaduste tõttu ning selle derivaadid võivad algatada polümerisatsiooni reaktsiooni. Kuna grafeenil on suur eripind ja kõrge pinnaenergia, saab see kergesti aglomeeruda, kui see lisatakse epoksüvaikuna täiteainena, mõjutades seeläbi katte töövõimet. Et grafeen oleks epoksümaatriksi ühtlaselt hajutatud, on teadlased teinud palju uuringuid. Esialgse lihtsa segamise käigus töötati välja ultraheli dispersioonitehnoloogia ja kasutati silaani sidestusaineid, et parandada grafeeni ja epoksüvaigu adhesiooni ja ühilduvust. Leiti, et grafeeni lisamine parandab katte töövõimet, kuid kui see lisatakse teatud kogusele, mõjutaks grafeeni kuhjumine kattekihi edasist parandamist. Viimastel aastatel on mõned teadlased valmistanud funktsionaliseeritud grafeeni funktsionaalse rühma modifitseerimisega grafeeni pinnal. Leiti, et grafeenipõhiste omaduste säilitamisel võib see parandada epoksü-maatriksi adhesiooni, muutes grapheeni / epoksü. Vaigu komposiitkatte uurimine on teinud uusi edusamme.

1. Grapheeni / epoksüvaikude katmise teadustöö

Soojuskoefitsiente silmas pidades on grafeen praegu teadaoleva kõrgeima soojusjuhtivusega materjal (ühe kihina on umbes 5000W / mK), kuna täiteaine võib suurendada epoksü-soojustakistust; mehaanilistest ja mehaanilistest omadustest koosneb graphein Sp2-hübriidist tasapinnast süsiniku aatomist. Sellel on grafeeni kihtide kõrge modulaarne, kõrge tugevus ja madal nihkejõud ja vähene hõõrdetegur. Epoksiidpinna pinnale on lihtne kanda ülekandekile. Pärast epoksiidiga kombineerimist saab parandada katte kulumiskindlust ja löögikindlust; Elektriliste omaduste seisukohalt on grafeeni monokihi teoreetiline vastupidavus umbes 10-6 Ω · m ja selle madala puistetiheduse tõttu on epoksüfosfaat Kui vaigule lisatakse väike kogus grafeeni, võib see olla hea juhtivus; Korrosioonivastaste omaduste tõttu, kuna grafeen väikesemõõtmelise efekti ja kahemõõtmelise lehtede struktuuri tõttu, võib epoksükatte puudusi parandada, nii et neid saab katta. Korrosiooni vähendamiseks kihis moodustub tihe barjäärikiht.

1.1 Termilised omadused

Huang Kun et al. kasutatud grafeen täiteainena, et lisada epoksü, epoksü-modifitseeritud silikoon ja vinüülvaigud kolmes süsteemis. Grafeeni kattetemperatuuri vastupidavust ja vananemisvastast resistentsust testiti küpsetamise ja elektriautode vananemise testidega. Soo mõju. Tulemused näitavad, et võrreldes grafeeni puudumisega paraneb kolme temperatuuri vastupidavus ja 500-tunnise elektrienergia järel pärast epoksüoksiidset sarnast hooldusprotsessi, mis muudab ristsidumise pärast tiheda kuivatamise, ka grafeen väheneb. Kompaktne, parem soojus vastupanu. Yang et al. õppis grafeine lehte (G) / mitme seina sünteetilist nanotoru (MWCNT) / epoksüvaigust (EP) komposiiti ja leidis, et G ja MWCNT vahel on sünergistlik mõju. Selle sildjõu tõttu on need seotud EP-ga. Kontakteeruum muutub täiteaglomeratsiooni vältimiseks suuremaks. Komposiidi soojusjuhtivus mõõdeti 0,321 W / mK-ga, mis on 146,9% kõrgem kui puhast EP-d (0,13 W / mK).

1.2 Kulumiskindlus ja sitkus

Wu Fang kasutas grafeeni (G) ja grafeenoksiidi (GO) ränikarbiidi ja epoksüvaigu vahelise struktuuri parandamiseks. Eksperimentaalselt mõõdeti G / EP komposiitkatte hõõrdetegurit kuiva hõõrdumise ja merevee hõõrdejõu suhtes. Pure EP kate vähenes 14,5% ja 33,7%, kulumissagedus vähenes 69,1% ja 32,1%; GO / EP komposiitkiht vähendas hõõrdetegurit 15,6% ja 35,5% võrreldes puhta EP katetega ja kulumiskiirus vähenes 79%. Ja 67,9%. Ren Xiaomeng jt valmistati G, GO / EP komposiidid ja uuris nende tugevnemist ja tugevdamist EP-le. Tulemused näitavad, et kui G ja GO massiprotsent on 2%, siis komposiidi lõtkukindlus suureneb vastavalt 102% ja 48,5%; kui G ja GO massiprotsent on 1%, suureneb komposiidi tugevus vastavalt 18% ja 2%.

1.3 Elektrilised omadused

Wang Guojian et al. kasutati ise valmistatud grafeeni ja kommertsiaalsete süsiniku nanotorude, fullereenide ja grafiidi kui nanojuhtivaid materjale, et lisada EP komposiitide valmistamiseks ja nende elektriliste omaduste uurimiseks. Uuringud on näidanud, et G on juhtiv täiteaine, mis on parem süsiniku nanotorude, fullereenide ja grafiidi suhtes. Kui G-i mahuosa on 0,25%, siis toimub komposiitmaterjali juhtivus järsku perkolatsiooniga, mis näitab, et sel ajal on EP moodustatud G-ga. Juhtivvõrgu kanalid; kui mahuosa ületab 0,5%, kipub elektrijuhtivus stabiliseeruma kuni 2,02 x 10-7 S / m. Serena et al. võrreldi nende kahe elemendi elektrilisi omadusi ise valmistatud teemantide ja grapheeni / epoksükomposiitide abil. Tulemused näitavad, et grafeeni lävi on palju madalam kui sünteetilise teemandi puhul. Kui grafeeni lisamise kogus on 0,5% (mahuosa), väheneb komposiidi vastupidavus alates grafiidist tingitud 7,14 × 10 7 Ω · m kuni 1,02 × 10 3 Ω · m. Alkene on suurepärane elektrijuht.

1.4 korrosioonivastane

Zhou Nan ja teised kasutavad toorainena galakohapõhist epoksüvaiku (GEP) kui grapheeni dispergaatorit GEP-G / EP valmistamiseks kasulikeks jookideks gallushappe (GA) ja epikloorhüdriini (ECP) toorainena. Komposiitkate. Korrosioonikindlust iseloomustati kattevee imendumise, Tafeli polarisatsioonikõvera ja neutraalse soola pihustamisega. Uuringud näitavad, et võrreldes puhta EP katetega suureneb katte polarisatsiooniresistentsus ja korrosioonikindlus tiheduse ühe järjekorrani ning vee imendumise kiirus väheneb 0,22% võrra ning ka soolhappe pihustamiskindlus on tõhusalt paranenud. Wang Yuqiong jt kasutati dispergaatorina naatrium-polüakrülaati, dispergeeriti 2 tundi kiirelt tsentrifuugis ja seejärel dispergeeriti ultraheliga 30 minutit, et saada grafeeni vesilahust ja G / veega töödeldud epoksüvaik, mille G sisaldus oli 0,5% (massifraktsioon). E44 komposiitkatte. Uuringud on näidanud, et grafeeni lisamine parandab veetransplantaadi epoksü hüdroksüdeerivat toimet ja puhta E44 katte fikseerumise koefitsient vähendatakse 2 korda; puhta E44 katte isekorrosiveeritud voolutihedus on 0,13 μA / cm2 ja G / E44 komposiitkihi isekorrosivevvoolu tihedus on ainult 0,038 μA / cm2.