Напредак истраживања композитних премаза графена / епоксидне смоле (2)

2.Проблеми који постоје

Будући да графен има велику специфичну површину (теоријску вредност око 2630 м2 / г) и високу површинску енергију, агломерати и тангле се јављају када је количина графена велика, што резултира лошом дисперзијом и стабилношћу у матрици. . За топлотна и електрична својства, када се дода мала количина графена, може се постићи праг перколације, а садржај графена се додатно повећава, а величина даљег побољшања отпорности на топлоту и електричну проводљивост постаје мања. Међутим, за механичке и механичке особине, анти-корозивне особине, иако мала количина графена може побољшати перформансе, због своје агломерације у епоксидном премазу у одређеној количини, то ће проузроковати пукотине, тачке концентрације напона и дефекте у слоју. Изазива пад перформанси.

Ву Фанг је измерио коефицијент трења у трењу сувог трења и морске воде различитих Г / ЕП премаза с коефицијентом коефицијента трења и утврдио да када је Г 1% (маса фракција), коефицијент трења и стопа хабања превлаке ће се повећати. И истакнуо је да је то због превеликог садржаја Г, то ће се десити у премазу узрокованом агломерацијом пукотина, што доводи до лаког отапања слоја у процесу трења, резултујуће оштећење хабања повећава коефицијент трења и брзину хабања.

Зхи ет ал. употребљава ултразвучну технологију дисперзије за припрему композитног премаза Г / ЕП и изврши тест на три тачке након савијања превлаке, а затим посматра површину прелома облога користећи електронски микроскоп за скенирање поља (ФЕ-ЕСМ). Утврђено је да када је садржај графена 1% (маса фракција), дисперзија у слоју је релативно равномерна, а када је садржај мањи од 1%, жилавост премаза значајно повећава. Међутим, када садржај достигне 2%, у слоју ће доћи до агломерације, што ће довести до дефеката да би се формирале тачке концентрације напона, што доводи до смањења жилавости премаза.

Лиу и сар. применио је Г као инхибитор корозије у систем епоксидне смоле Е44 за припрему композитног слоја Г / ЕП и измерио потентиодинамску криву поларизације након што је ставио у 3,5% раствор НаЦл у трајању од 48 сати.

Резултати показују да је само-корозиони потенцијал Г / Е44 и Г / Е44 премаза Г / Е44 од 0,5% (масени део) Г / Е44 значајно мањи од оног код Е44 премаза, а густина корозивне струје 0,5% Г / Е44 (0.0551μА / цм2)) је знатно мањи од 1% Г / Е44 (0.934μА / цм2) и Е44 (0.121μА / цм2) превлаке, што указује да додавање графена побољшава водоотпорност перформанси епоксидних премаза и смањује продирање корозивних медија. . Међутим, додавањем вишка графена биће агломерација на површини премаза и смањење водоодбојних карактеристика превлаке.

3. Напредовање истраживања функционалних графена / епоксидних превлака

3.1 Функционализовани графен

Због хидрофобности и хемијске инертности велике π-везане структуре на површини интринсичног графена, лако је набавити и сакупљати у епоксидном премазу, а графен је тешко да у потпуности изврши своје перформансе у епоксидној матрици. Да би се решио овај проблем, домаћи и страни научници формирају нови тип функционализованог графена додавањем других компоненти и структура на бази графена. Овај графен, уз задржавање његових основних особина, такође ће дати нову особину, а такође може бити циљан да оптимизује графен заснован на потреби за својствима премаза.

Према хемијској структури, функционализација графена подељена је на ковалентно везивање и не-ковалентно везивање. Ковалентно везивање уништава π-везану структуру на површини графена, чинећи њену површину активном. Међутим, уништавање ове стабилне структуре довестиће до смањења електричне и топлотне проводљивости функционализованог графена од унутрашњег графена. Нековалентно везивање се односи на употребу карактеристике супер-великог специфичног површинског слоја графена, који се састоји од других честица са одличним својствима кроз површинску адсорпцију. Иако овај метод не уништава основну структуру графена и задржава инхерентне карактеристике перформанси графена, ефекат дисперзије је нешто инфериорнији у односу на ковалентно везивање. Генерално, потребно је додати стабилизатор или ултразвучну дисперзију.

Иако је истраживање функционализованог графена још увек у прелиминарној фази, има мало студија о његовој примени у антикорозивним премазима епоксидне смоле. Међутим, неки научници су модификовали површину графена кроз одређене функционалне групе и додали епоксидну смолу и доказали да је функционализовани графен супериорнији од чистог графена.

3.2 Примена функционализованог графена у епоксидним премазима

Гхалеб и сар. анализирали температуру стакленог прелаза Тг Г / ЕП премаза и премазе цх-Г / ЕП (хлороформ-функционализоване графене / епокси смоле) помоћу диференцијалне скенирне калориметрије. Утврђено је да Г / ЕП има само графен. Тг са садржајем запремине од 0,1% је већи од чисте ЕП, док су сви узорци у цх-Г / ЕП већи од Тг чисте ЕП. То је зато што ће чисти графен формирати агломерате у слоју када се дода одређеној количини која утиче на перформансе премаза, а графен који се функционализује са хлороформом може добро дисперговати у слоју.

Хемијско редукцију Ау3 + од стране Мартин-ГАЛЛЕГО ет ал. функционално је модифицирала површину графена са наночестицама злата које се генеришу аутодепозицијом на површини честица злата и дисперговале Ау / Г у епоксидном премазу светло очишћеном ултразвучном дисперзијом. Утврђено је да је електрична проводљивост Ау-Г / ЕП за око 4 реда магнитуде већа од оне Г / ЕП при истој додатној количини. Цхен Иу је користио хидротермалну методу, користећи ресолну фенолну смолу и графен оксид као сировине, припремљену графенску аерогел (п-ГА) модификовану фенолну смолу, и користила је као проводно пунило да формира композитни материјал са ЕП. Студија је показала да: због додавања ресолне фенолне смоле да би тродимензионална мрежна структура п-ГА била савршена, мала количина п-ГА може добити одличну проводљивост и перформансе електромагнетног штитовања. Када је садржај филера 0,33% (масени удио), електрична проводљивост је 73 С / м, а перформансе електромагнетног заштитног слоја достижу 35 дБ.

Ки ет ал. каљеног силана на површини графен оксида да би се добила силан-функционализовани графен (г-ГО) и додао је у епоксидну матрицу епоксидом течног кристала (ЛЦЕ) као мешани пуњач како би се припремио композитни премаз епоксидне смоле. . Студија показује да када је мешани пуњач 3% [2% (маса фракција) г-ГО и 1% ЛЦЕ], у поређењу са чистим епоксидним премазом, отпорност на ударце композитног премаза повећава се за 132,6%, а затезна чврстоћа И јачина савијања повећана је за 27,6% и 37,5%, респективно. Перформансе нефункционализованог графена додатно су побољшане.

Рамезанзадех и сар. модификованог графена оксида силаром на бази гела, припремљеним силанским функционисањем слоја графена оксида / епоксидне смоле и проучаваним силанским функционализованим графен оксидом помоћу електрохемијске импеданчне спектроскопије, методе сотретирања соли и испитивања катодног разбијања. Утицај на перформансе боје. Резултати су показали да је графен оксид модификован силаном равномерно диспергован у епоксидном матриксу, а корозиона отпорност превлака је ефикасно побољшана и катодна дисензација је смањена.

Иако је проучавање функционалних премаза графенских епоксидних смола постигло различите степене напретка, јер услови реакције нису лако контролисати, дизајн формулације композитних превлака је неугодан и није погодан за производњу великих размера. Још увијек је неопходно даље тражити једноставне и ефикасне путеве припреме.

4. Оутлоок

Са развојем савремене науке и технологије, људи све више захтевају перформансе композитних превлака на бази епоксида. Међутим, због чињенице да технологија за припрему композитних премаза графена / епокси смола још није зрела, потребно је развити у сљедећим областима. студија.

(1) Није ограничено на разматрање укупних перформанси графена / епоксидних превлака. Циљане функционалне модификације графена треба да буду циљане за специфична окружења или циљане високо ефикасне дисперзанте треба да се користе за побољшање одређене својине премаза.

(2) Садржај и врста функционалних група које садрже кисеоник у графену су основа за одабир одговарајућих модификованих молекула и модификационих метода. Макро-припрема функционализованог графена са контролисаном структуром и својствима би требала бити фокус будућих истраживања.

(3) Са побољшањем захтева заштите животне средине, процес антикорозивних премаза на бази воде се убрзава. Водени графени епоксидни премази имају широку перспективу. Проблем који треба ријешити је дисперзија графена у воденим епоксидним смолама и гаранција добре проводне и топлотне проводљивости премаза.

(4) Потребно је даље проучити испитивање перформанси и примјену функционалних композитних премаза графена и епоксидних смола. Као интердисциплинарни композитни премази базирани на графену су укључени у многа поља, као што су ретардација пламена и отпорност на епоксидне премазе на бази графена. Континуитет итд., Потребно је даље истраживати и истраживати научници.

(5) Увођење квантитативне контроле и карактеризације перформанси функционалних функционалних група на површини графена, као и тачан одабир функционализованих локација на површини графена и дизајн графене / епокси смоле за пречишћавање хемијских структура за прилагођавање различитим апликацијама бојама је потребно даље истраживање.