Дослідження прогресу композитних покриттів з графену / епоксидних смол (1)

Через їхню різну молекулярну структуру епоксидні смоли (ЕР) можуть мати різні властивості. А тому, що його легко змішувати з різними отверджувальними агентами, розріджувачами, допоміжними речовинами і т. Д. Для одержання епоксидних смол з відмінними механічними, механічними, термічними, адгезійними, ізоляційними та антикорозійними властивостями, а також широко застосовується в антикорозійній обробці покриття . Проте, з ускладненням середовища застосування, прості EP-покриття демонструють певні недоліки: по-перше, через погану теплопровідність, що призводить до поганої термостійкості, більшість ЕР підходить тільки для середовища нижче 100 ° С; По-друге, внаслідок високої щільності поперечних зв'язків після витирання, в результаті коефіцієнт тертя високий, а зносостійкість та ударостійкість слабкі. По-третє, питомий опір є високим, і електростатичний ефект легко генерується. Четверте, що після вилікування, дефекти легко генеруються та впливає на корозійну стійкість. Щоб краще використовувати переваги ЕР, часто додають наповнювачі для підвищення продуктивності.

Графен має великий потенціал у вдосконаленні властивостей матеріалів на основі смоли за рахунок його унікальної кристалічної структури та відмінних фізичних властивостей, і його похідні можуть ініціювати реакцію полімеризації. Оскільки графен має велику питому поверхню та високу поверхневу енергію, вона легко агломерується, коли її додають як наповнювач до епоксидної смоли, тим самим впливаючи на продуктивність покриття. Для рівномірного розподілу графена в епоксидну матрицю дослідники провели багато досліджень. З початкового простого змішування розроблено технологію дисперсії ультразвуку, і для поліпшення адгезії та сумісності графену з епоксидною смолою використовують силанове з'єднання. Було виявлено, що додавання графена покращує продуктивність покриття, але при додаванні до певної кількості накопичення графена вплине на подальше покращення продуктивності покриття. В останні роки деякі вчені приготували функціоналізований графен шляхом модифікації функціональної групи на поверхні графена. Було встановлено, що при збереженні графенових властивостей воно може поліпшити адгезію до епоксидної матриці, роблячи графен / епоксид. Дослідження з композиційних покриттів із смол зробило новий прогрес.

1. Дослідження графенових / епоксидних покриттів

З теплової продуктивності точки зору графен є матеріалом з найвищою тепловою провідністю, відомими в даний час (один шар становить близько 5000 Вт / мК), оскільки наповнювач може збільшити теплостійкість епоксидної смоли; з механічних та механічних властивостей, графен складається з гібридних плазмових атомів вуглецю sp2. Має високий модуль, високу міцність і низьку силу зсуву та коефіцієнт низького тертя між графенними шарами. Легко переносити на поверхню епоксидного покриття, щоб утворити передавальну плівку. Після поєднання з епоксидною смолою можна покращити зносостійкість та ударостійкість покриття; з точки зору електричних властивостей, теоретичний опір графенового монослоя становить приблизно 10-6 Ω · м, а завдяки своїй низькій густоті, епоксид є, коли до смоли додають невелику кількість графена, це може мати гарний провідність; з точки зору антикорозійних властивостей, завдяки ефекту малого розміру графена та структури двовимірної аркуші, дефекти в епоксидному покритті можуть бути покращені, так що вони можуть бути покриті. У шарі утворюється щільний бар'єрний шар для зниження корозії.

1.1 Теплові властивості

Хуан Кун та ін. Використовується графен як наповнювач для додавання епоксидних, модифікованих епоксидно-силіконовими та вініловими смолами в трьох системах. Температурна стійкість графенових покриттів та стійкість до електричного старіння були перевірені під час випікання та випробувань електричного старіння. Вплив статі. Результати показують, що в порівнянні з без графена поліпшується температурний опір трьох, а після 500-годинного електропостачання епоксидно-подібний після відвердження процес, що робить зшивання після нанесення більш щільним, графен також стискає більше Компактний, кращий нагрів опір Ян та ін. вивчали композитні композити з графенового листа (G) / багатошарові вуглецеві нанотрубки (MWCNTs) / епоксидне смолу (EP) і виявили синергетичний ефект між G і MWCNTs. Через цей мостильний ефект вони пов'язані з EP. Площа контакту збільшується, щоб уникнути агломерації наповнювача. Вимірювання теплопровідності композиту становило 0,321 Вт / мК, що на 146,9% вище, ніж у чистого ЕР (0,13 Вт / мК).

1.2 Зносостійкість та в'язкість

Ву Фін використовував графен (G) та оксид графена (GO) для поліпшення міжфазної структури між карбідом кремнію та епоксидною смолою. Експериментально виміряли коефіцієнт тертя композиційного покриття G / EP у сухе тертя і тертя морської води. Покриття Pure EP зменшилось на 14,5% і на 33,7%, анотація зменшилась на 69,1% і 32,1%; Композитне покриття GO / EP знизило коефіцієнт тертя на 15,6% і 35,5% у порівнянні з чистим покриттям EP, а швидкість зношення зменшилася на 79%. І 67,9%. Рен Xiaomeng та інші готували композиції G, GO / EP і досліджували їх жорсткість та зміцнення на EP. Результати показують, що коли масова частка G та GO становить 2%, в'язкість зламу композиту зростає відповідно на 102% та 48,5%; коли масова частка G і GO становить 1%, міцність композиту зростає відповідно на 18% та 2%.

1.3 Електричні властивості

Ван Гуйян і співавт. використовували саморобні графенові та комерційні вуглецеві нанотрубки, фуллерени та графіт у вигляді нанострумових матеріалів для додавання ЕР для приготування композитів та вивчення їх електричних властивостей. Дослідження показали, що G є провідним наповнювачем, який перевершує вуглецеві нанотрубки, фулерени та графіт. Коли об'ємна частка G становить 0,25%, провідність композитного матеріалу зазнає раптової зміни перколяції, що вказує на те, що у цей час в ЕР формується G. Провідні канали мережі; коли об'ємна частка перевищує 0,5%, електропровідність, як правило, стабілізується до 2,02 х 10-7 С / м. Serena et al. порівнювали електричні властивості двох з використанням саморобних алмазних та графенових / епоксидних композитів. Результати показують, що порог графена значно нижчий, ніж синтетичний алмаз. Коли додавання графену становить 0,5% (об'ємна частка), питомий опір композиту зменшується з 7,14 × 10 7 Ω · м до 1,02 × 10 3 Ω · м, що пов'язано з графітом. Алкін - відмінний електричний провідник.

1.4. Антикорозійна

Чжоу Нан та інші використовували галогенову кислоту (ГА) та епіхлоргідрин (ECP) як сировину для синтезу епоксидних смол на основі галієвої кислоти (ГЕП) як графенного диспергатора для підготовки ГЕП-Г / ЕР. Композитне покриття. Коррозійна стійкість характеризувалася використанням абсорбції покриттів води, кривої поляризації Tafel та нейтральної перевірки солевого розпилення. Дослідження показують, що в порівнянні з чистим покриттям ЕР, поляризаційна стійкість і щільність самокорозійного струму покриття збільшуються на один порядок, а коефіцієнт поглинання води зменшується на 0,22%, а також стійкість до спрею солі. Ван Юкіонг та інші використовували поліакрилат натрію як диспергатор, диспергували у високошвидкісній центрифузі протягом 2 годин, а потім ультразвуково диспергували протягом 30 хвилин, щоб отримати водну дисперсію графена, а епоксидну смолу з G / водою з вмістом G 0,5% (масова частка). Композитне покриття E44. Дослідження показали, що додавання графена покращує водовідштовхувальний вплив водопоглинаючої епоксиди, а коефіцієнт дифузії Fick чистого покриття E44 зменшується на 2 порядки; щільність самокорозійного струму чистого покриття E44 становить 0,13 мкА / см2, а G / густина самокорозійного струму композитного покриття Е44 становить лише 0,038 мкА / см2.