پیشرفت پیشرفت گرافن / اپوکسی رزین های کامپوزیتی رزین (1)

رزین های اپوکسی (EP) با توجه به ساختار مولکولی مختلف می توانند خواص مختلفی داشته باشند. و از آنجا که با مخلوط کردن مواد مختلف، رقیق کننده ها، کمکی و غیره می توان مخلوط با مواد رزین اپوکسی را با خواص مکانیکی، مکانیکی، حرارتی، چسبندگی، عایق بندی و ضد خوردگی عالی ترکیب کرد و به طور گسترده ای در ضد خوردگی استفاده می شود پوشش ها . با این حال، با پیچیدگی محیط برنامه، پوشش های EP ساده نشان می دهد که برخی از نقص: در درجه اول، به علت ضریب هدایت ضعیف، منجر به مقاومت در برابر حرارت، اکثر EP فقط برای محیط های زیر 100 درجه سانتی گراد مناسب است؛ دوم، با توجه به تراکم تراکم بالا پس از خالص سازی، به عنوان نتیجه، ضریب اصطکاک بالا است، و مقاومت به سایش و مقاومت ضربه ضعیف است. سوم، مقاومت بسیار بالا و اثر الکترواستاتیک به راحتی تولید می شود. چهارم این است که پس از درمان، نقص ها به راحتی تولید می شوند و مقاومت خوردگی تحت تاثیر قرار می گیرد. برای استفاده بهتر از مزایای EP، پرکننده ها اغلب برای بهبود عملکرد اضافه می شوند.

گرافن دارای قابلیت بالایی در بهبود خواص مواد رزین مبتنی بر ساختار بلوری منحصر به فرد و خواص فیزیکی عالی است و مشتقات آن می توانند واکنش پلیمریزاسیون را آغاز کنند. از آنجایی که گرافن دارای یک سطح خاصی از سطح خاص و یک سطح انرژی بالا است، آن را به آسانی در هنگام افزودن به عنوان یک پرکننده به یک رزین اپوکسی افزوده می شود، بنابراین بر عملکرد پوشش تاثیر می گذارد. دانشمندان به منظور تفاوتی گرافن به ماتریکس اپوکسی، پژوهش های زیادی انجام داده اند. از مخلوط اولیه اولیه، تکنولوژی پراکندگی اولتراسونیک توسعه داده شد و برای افزایش چسبندگی و سازگاری گرافن و رزین اپوکسی از عامل اتصال سیلان استفاده شد. مشخص شد که اضافه کردن گرافن باعث بهبود عملکرد پوشش می شود، اما هنگامی که به مقدار مشخصی اضافه می شود، انباشت گرافن بر بهبود بیشتر عملکرد پوشش تاثیر می گذارد. در سال های اخیر برخی از محققان گرافن کارکرد یافته را با استفاده از اصلاح گروه کاربردی بر روی سطح گرافن آماده کرده اند. مشخص شد که با حفظ خواص مبتنی بر گرافن، می تواند چسبندگی به ماتریکس اپوکسی، ساخت گرافن / اپوکسی را بهبود بخشد. تحقیقات در مورد پوشش های کامپوزیتی رزین پیشرفت جدیدی به دست آورده است.

1. پیشرفت پیشرفت گرافن / پوشش اپوکسی رزین

از دیدگاه عملکرد حرارتی، گرافن ماده ای است که بیشترین هدایت حرارتی در حال حاضر شناخته شده است (یک لایه حدود 5000W / mK است)، به عنوان یک پرکننده می تواند مقاومت به حرارت اپوکسی را افزایش دهد؛ از خواص مکانیکی و مکانیکی، گرافن از اتم های کربن پلاریک اسپینات تشکیل شده است. دارای مدول بالا، قدرت بالا و نیروی برشی کم و ضریب اصطکاک کم بین لایه گرافن است. انتقال فیلم به سطح پوشش اپوکسی آسان است. پس از ترکیب با اپوکسی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ضربه پوشش می تواند بهبود یابد؛ از نظر خواص الکتریکی، مقاومت تئوری گرافن تنها در حدود 10-6 Ω · m است و به دلیل چگالی فله کم، اپوکسی هنگامی است که مقدار کمی گرافین به رزین اضافه می شود، می تواند خوب باشد هدایت؛ از دیدگاه عملکرد ضد خوردگی، با توجه به اثر اندازه کوچک گرافن و ساختار ورق دو بعدی، نقص در پوشش اپوکسی می تواند بهبود یابد تا بتوان آن را پوشش داد. لایه مانع متراکم در لایه به منظور کاهش خوردگی تشکیل شده است.

1.1 خواص حرارتی

هوانگ کون و همکاران گرافن به عنوان یک پرکننده برای افزودن اپوکسی، سیلیکون اصلاح شده اپوکسی و رزین وینیل در سه سیستم استفاده شده است. مقاومت به حرارت پوشش گرافنی و مقاومت پیری الکتریکی با استفاده از آزمون های پخت و پز و پیری آزمایش شد. تاثیر جنسیت. نتایج نشان می دهد که در مقایسه با گرافن هیچ مقاومتی در دمای سه درجه بهبود نیافته است و پس از 500 ساعت برق، فرآیند پس از پخت مشابه با اپوکسی، ساختن پیوند متقابل بعد از پخت، تراکم بیشتری دارد، گرافن نیز کوچکتر می شود، مقاومت. یانگ و همکاران خواص کامپوزیتی نانولولههای کربنی ورقهای گرافن (G) / چندبخشی (MWCNTs) / اپوکسی رزین (EP) را بررسی کردند و دریافتند که اثر متقابل بین G و MWCNTs وجود دارد. با توجه به این اثر پلیدی، آنها با EP مرتبط هستند. منطقه تماس برای جلوگیری از تجمع پرکننده بزرگتر می شود. هدایت حرارتی کامپوزیت به 0.321 W / mK اندازه گیری شد که 9.16٪ بالاتر از EP (0.13 W / mK) است.

1.2 مقاومت در برابر سایش و چقرمگی

وو فنگ از گرافن (G) و اکسید گرافین (GO) برای بهبود ساختار بین فضای بین کاربید سیلیکون و رزین اپوکسی استفاده می کند. در آزمایشگاه، ضریب اصطکاک پوشش کامپوزیت G / EP در اصطکاک خشک و اصطکاک آب دریا اندازه گیری شد. پوشش EP خالص به میزان 14.5٪ و 33.7٪ کاهش یافته است، نرخ سایش به میزان 69.1٪ و 32.1٪ کاهش یافته است. پوشش کامپوزیتی GO / EP ضریب اصطکاک را به ترتیب 15.6٪ و 35.5٪ در مقایسه با پوشش EP خالص کاهش می دهد و نرخ سایش کاهش 79٪ است. و 67.9٪. رین Xiaomeng و دیگران آماده ترکیبات G، GO / EP، و بررسی اثرات سخت و تقویت آنها در EP. نتایج نشان می دهد که وقتی کسر جرمی G و GO 2٪ باشد، سختی شکست این کامپوزیت به ترتیب 102٪ و 48.5٪ افزایش می یابد. وقتی مقدار جرم G و GO 1٪ باشد، قدرت کامپوزیت به ترتیب 18٪ و 2٪ افزایش می یابد.

1.3 خواص الکتریکی

وانگ گوجیان و همکاران نانولوله های کربن ساخته شده گرافن و تجاری، فولرین ها و گرافیت ها به عنوان مواد نانوایی برای افزودن EP برای تهیه کامپوزیت ها و بررسی خواص الکتریکی آنها استفاده می شود. مطالعات نشان داده اند که G پرکننده رسانایی است که برتر از نانولوله های کربن، فولرین ها و گرافیت است. هنگامی که جرم حجمی G 0.25٪ باشد، هدایت ماده کامپوزیتی تغییر ناگهانی نفوذی را نشان می دهد که نشان می دهد که G در EP در این زمان شکل گرفته است. کانال های شبکه هدایت؛ هنگامی که کسر حجمی بیش از 0.5٪ باشد، هدایت الکتریکی تمایل دارد که تا 2.02 x 10 -7 S / m تثبیت شود. Serena et al خواص الکتریکی این دو را با استفاده از الماس های خود ساخته و کامپوزیت های گرافن / اپوکسی مقایسه می کنند. نتایج نشان می دهد که آستانه گرافن بسیار پایین تر از الماس مصنوعی است. هنگامی که مقدار اضافی گرافن 0.5٪ (کسر حجمی) است، مقاومت در برابر کامپوزیت از 7.14 × 10 7 Ω · m به 1.02 × 10 3 Ω · m کاهش می یابد که به دلیل گرافیت است. آلکین یک هادی الکتریکی عالی است.

1.4 ضد خوردگی

ژو نان و دیگران از اسید گالیک (GA) و اپیکرل هیدرین (ECP) به عنوان مواد اولیه برای سنتز رزین اپوکسی مبتنی بر گالیم (GEP) به عنوان یک پراکنده کننده گرافن برای تهیه GEP-G / EP استفاده می کنند. پوشش کامپوزیتی مقاومت خوردگی با استفاده از جذب آب پوشش، منحنی قطبش Tafel و آزمون اسپری نمک خنثی مشخص شد. این تحقیق نشان می دهد که در مقایسه با پوشش EP خالص، مقاومت قطبش و تراکم جریان خوردگی از پوشش به میزان یک مرتبه افزایش می یابد و میزان جذب آب به میزان 0.22٪ کاهش می یابد و همچنین مقاومت به اسپری نمک به طور موثر بهبود می یابد. وانگ یوگیون و دیگران از پلی آکریل سدیم به عنوان پراکنده کننده استفاده می کنند که در سانتریفیوژ با سرعت بالا به مدت 2 ساعت پراکنده می شوند و سپس به مدت 30 دقیقه برای رسیدن به پراکندگی گرافن آب و یک رزین اپوکسی G / آب با محتوای G 0.5٪ (کسر جرم) تهیه شد. پوشش کامپوزیت E44. مطالعات نشان داده است که افزودن گرافن باعث افزایش اثر ضد آب اپوکسی در آب می شود و ضریب انتشار فیبر پوشش E44 به میزان 2 مرتبه کاهش می یابد؛ تراکم جریان خوردگی فعلی پوشش خالص E44 0.13μA / cm2 است و G / تراکم جریان خوردگی از پوشش کامپوزیتی E44 تنها 0.038 μA / cm2 است.