Kemajuan Penyelidikan Graphene / Epoxy Resin Komposit Coatings (1)

Oleh kerana struktur molekulnya yang berbeza, resin epoksi (EP) boleh mempamerkan sifat-sifat yang berbeza. Dan kerana mudah dicampurkan dengan agen pengawetan yang berbeza, pelarut, bantu, dan sebagainya, untuk menyediakan bahan-bahan resin epoksi dengan ciri-ciri mekanikal, mekanikal, haba, melekat, penebat dan anti-karat yang sangat baik, dan digunakan secara meluas dalam anti-karat lapisan. . Walau bagaimanapun, dengan komplikasi persekitaran aplikasi, salutan EP mudah menunjukkan beberapa kekurangan: Pertama, disebabkan kekonduksian terma yang kurang baik, menyebabkan rintangan haba yang kurang baik, kebanyakan EP hanya sesuai untuk persekitaran di bawah 100 ° C; Kedua, disebabkan ketumpatan silang silang yang tinggi selepas menyembuhkan, Hasilnya, pekali geseran tinggi, dan rintangan haus dan rintangan hentaman kurang baik. Ketiga, daya tahannya tinggi dan kesan elektrostatik mudah dijana. Yang keempat ialah selepas menyembuhkan, kecacatan mudah dijana dan rintangan kakisan terjejas. Untuk memanfaatkan kelebihan EP, pengisi sering ditambah untuk meningkatkan prestasi.

Graphene mempunyai potensi besar dalam meningkatkan sifat bahan berasaskan resin kerana struktur kristal yang unik dan sifat fizikal yang sangat baik dan derivatifnya dapat memulakan reaksi pempolimeran. Oleh kerana graphene mempunyai luas permukaan spesifik yang besar dan tenaga permukaan yang tinggi, ia mudah dikumpulkan apabila ditambah sebagai pengisi kepada resin epoksi, dengan itu mempengaruhi prestasi salutan. Untuk menyebarkan secara sama rata graphene ke dalam matriks epoksi, para ulama telah menjalankan banyak penyelidikan. Dari pencampuran awal awal, teknologi penyebaran ultrasonik telah dibangunkan, dan ejen gandingan silane digunakan untuk meningkatkan lekatan dan keserasian antara resin graphene dan epoksi. Telah didapati bahawa penambahan graphena meningkatkan prestasi salutan, tetapi apabila ditambah kepada jumlah tertentu, pengumpulan graphene akan mempengaruhi penambahbaikan prestasi salutan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, sesetengah ulama telah menyediakan graphene yang difungsikan oleh pengubahsuaian kumpulan berfungsi pada permukaan graphene. Telah dijumpai bahawa walaupun mengekalkan sifat-sifat berasaskan graphene, ia dapat meningkatkan lekatan ke matriks epoksi, menjadikan graphene / epoksi. Penyelidikan mengenai lapisan komposit resin telah membuat kemajuan baru.

1. Penyelidikan Kemajuan Graphene / Epoxy Resin Coatings

Dari sudut pandang prestasi haba, graphene adalah bahan yang mempunyai kekonduksian terma yang paling tinggi yang diketahui (lapisan tunggal adalah kira-kira 5000W / mK), kerana pengisi dapat meningkatkan rintangan haba epoksi; dari sifat mekanik dan mekanik, Graphene terdiri daripada atom karbon sp2 hibrid hibrid. Ia mempunyai modulus tinggi, kekuatan tinggi, dan daya ricih yang rendah dan pekali geseran yang rendah antara lapisan graphene. Ia mudah untuk dipindahkan ke lapisan salutan epoksi untuk membentuk filem pemindahan. Selepas digabungkan dengan epoksi, rintangan haus dan rintangan hentaman salutan boleh diperbaiki; dari sudut pandangan sifat-sifat elektrik, resistensi teori dari monolayer graphene adalah kira-kira 10-6 Ω · m, dan kerana ketumpatan pukal yang rendah, epoksi ialah Apabila sejumlah kecil graphene ditambahkan pada resin, ia boleh mempunyai kebaikan kekonduksian; dari sudut pandangan prestasi anti-karat, kerana kesan saiz kecil grafik dan struktur lembaran dua dimensi, kecacatan lapisan salutan epoxy dapat ditingkatkan agar dapat bersalut. Lapisan penghalang padat dibentuk di lapisan untuk mengurangkan kakisan.

1.1 Sifat haba

Huang Kun et al. menggunakan graphene sebagai pengisi untuk menambah epoksi, silikon yang diubahsuai epoksi dan resin vinil dalam tiga sistem. Rintangan suhu salutan grafena dan rintangan penuaan elektrik diuji dengan ujian penaik dan ujian penuaan elektrik. Kesan seks. Hasilnya menunjukkan bahawa berbanding dengan tiada graphene, rintangan suhu ketiga bertambah baik, dan selepas 500h elektrik, proses penyembuhan epoksi yang sama, menjadikan cross-linking selepas menyembuhkan lebih padat, graphene juga menyusut lebih padat, haba yang lebih baik rintangan. Yang et al. mengkaji komposit resin nano (G) / nanotube karbon bertanda multi-berdinding (MWCNTs) / epoksi (EP) dan mendapati terdapat kesan sinergi antara G dan MWCNT. Oleh kerana kesan penyingkiran ini, mereka dikaitkan dengan EP. Kawasan sentuhan menjadi lebih besar untuk mengelakkan agglomerasi pengisi. Kekondiran termal komposit diukur menjadi 0.321 W / mK, iaitu 146.9% lebih tinggi daripada EP yang murni (0.13 W / mK).

1.2 Pakai rintangan dan keliatan

Wu Fang menggunakan graphene (G) dan graphene oxide (GO) untuk memperbaiki struktur antara antara silikon karbida dan resin epoksi. Secara eksperimen, pekali geseran G / EP salutan komposit dalam geseran kering dan geseran air laut diukur. Lapisan EP yang tulen dikurangkan sebanyak 14.5% dan 33.7%, kadar pakai menurun sebanyak 69.1% dan 32.1%; Salutan komposit GO / EP dikurangkan pekali geseran sebanyak 15.6% dan 35.5% berbanding salutan EP tulen, dan kadar pakai menurun sebanyak 79%. Dan 67.9%. Ren Xiaomeng dan lain-lain menyediakan komposit G, GO / EP, dan menyiasat kesannya yang kuat dan kuat pada EP. Keputusan menunjukkan bahawa apabila pecahan massa G dan GO adalah 2%, ketumpatan komposit meningkat 102% dan 48.5%; apabila pecahan massa G dan GO adalah 1%, kekuatan komposit meningkat masing-masing sebanyak 18% dan 2%.

1.3 Ciri-ciri elektrik

Wang Guojian et al. digunakan graphene buatan sendiri dan nanotube karbon gred komersial, fullerenes, dan grafit sebagai bahan nano-konduktif untuk menambah EP untuk menyediakan komposit dan mengkaji sifat elektrik mereka. Kajian telah menunjukkan bahawa G adalah pengisi konduktif yang lebih tinggi daripada nanotube karbon, fullerenes, dan grafit. Apabila pecahan isipadu G ialah 0.25%, kekonduksian bahan komposit mengalami percikan perubahan mendadak, menunjukkan bahawa G telah terbentuk dalam EP pada masa ini. Saluran rangkaian konduktif; apabila pecahan isipadu melebihi 0.5%, kekonduksian elektrik cenderung untuk menstabilkan kepada 2.02 x 10-7 S / m. Serena et al. berbanding sifat elektrik kedua dengan menggunakan berlian buatan dan graphene / epoksi komposit. Keputusan menunjukkan bahawa ambang graphene jauh lebih rendah daripada berlian sintetik. Apabila jumlah penambahan graphene adalah 0.5% (pecahan volum), resistiviti komposit berkurangan daripada 7.14 × 10 7 Ω · m hingga 1.02 × 10 3 Ω · m, yang disebabkan oleh grafit. Alkena adalah konduktor elektrik yang sangat baik.

1.4 Anti-karat

Zhou Nan dan lain-lain menggunakan asid gallic (GA) dan epichlorohydrin (ECP) sebagai bahan mentah untuk mensintesis resin epoksi berasaskan asid gallic (GEP) sebagai dispersan graphene untuk menyediakan GEP-G / EP. Salutan komposit. Rintangan kakisan dicirikan dengan menggunakan penyerapan air salutan, lengkung polarisasi Tafel dan ujian penyemburan garam neutral. Kajian menunjukkan bahawa berbanding dengan salutan EP yang tulen, ketahanan polarisasi dan ketumpatan arus karat diri salutan meningkat sebanyak satu magnitud, dan kadar penyerapan air berkurangan sebanyak 0.22%, dan rintangan semburan garam juga diperbaiki dengan berkesan. Wang Yuqiong dan lain-lain menggunakan polyacrylate natrium sebagai dispersant, tersebar dalam sentrifuge berkelajuan tinggi selama 2 jam, dan kemudian disebarkan ultrasonically selama 30 minit untuk mendapatkan penyebaran graphene berair, dan resin epoxy G / waterborne dengan kandungan G 0.5% (pecahan jisim) telah disediakan. Lapisan komposit E44. Kajian telah menunjukkan bahawa penambahan graphene meningkatkan kesan penghilang air epoxy waterborne, dan pekali resapan Fick lapisan E44 tulen dikurangkan oleh 2 pesanan magnitud; ketumpatan semasa kakisan diri lapisan E44 tulen adalah 0.13μA / cm2, dan G / Ketumpatan arus komposit diri kakisan E44 lapisan komposit adalah hanya 0.038 μA / cm2.