Grafeno / epoksidinių dervų kompozicinių dangų tyrimai (1)

Dėl skirtingų molekulių struktūrų epoksidinės dervos (EP) gali turėti skirtingų savybių. Kadangi jį lengva maišyti su skirtingomis kietinimo medžiagomis, skiedikliais, pagalbinėmis medžiagomis ir tt, kad būtų galima gaminti epoksidines dervas su puikiais mechaniniais, mechaniniais, šiluminiais, sukibimo, izoliaciniais ir antikoroziniais savybėmis, taip pat yra plačiai naudojamos antikorozinėse dangos. . Tačiau, esant komplikacijai aplinkoje, paprastos EP dangos turi tam tikrų trūkumų: pirma, dėl prasto šilumos laidumo, dėl kurio atsiranda silpna atsparumas karščiui, dauguma EP tik tinka aplinkai, kuri yra žemesnė nei 100 ° C; Antra, dėl aukšto kryžminio tankio po kietėjimo, todėl trinties koeficientas yra didelis, o dilimo atsparumas ir atsparumas smūgiams yra prasta. Trečia, pasipriešinimas yra didelis ir elektrostatinis efektas yra lengvai generuojamas. Ketvirta yra tai, kad po kietėjimo, defektai lengvai susidaro ir atsparumas korozijai yra paveiktas. Siekiant geriau išnaudoti EP privalumus, dažnai pridedamos užpildai, kad pagerėtų našumas.

Grafenas turi didelį potencialą pagerinti dervų pagrindo medžiagų savybes dėl unikalaus kristalo struktūros ir puikių fizinių savybių, o jo dariniai gali inicijuoti polimerizacijos reakciją. Kadangi grafenas turi didelį specifinį paviršiaus plotą ir didelę paviršiaus energiją, jis lengvai aglomeruojamas, kai jis dedamas kaip epoksidinės dervos užpildas, taip paveikdamas dangos savybes. Kad grafenas būtų tolygiai pasiskirstęs į epoksidinę matricą, mokslininkai atliko daugybę tyrimų. Iš pradinio paprasto maišymo buvo sukurta ultragarso dispersijos technologija, o silano jungties agentas buvo naudojamas grafeeno ir epoksidinės dervos sukibimui pagerinti ir jų suderinamumui pagerinti. Buvo nustatyta, kad grafeno pridėjimas pagerina dangos charakteristikas, tačiau kai tam tikru kiekiu pridėta, grafeno kaupimasis paveiks toliau gerinant dangos charakteristikas. Pastaraisiais metais kai kurie mokslininkai paruošė funkcionalizuotą grafeną funkcinės grupės modifikacija ant grafeno paviršiaus. Nustatyta, kad išlaikant grafte esančias savybes, jis gali pagerinti sukibimą su epoksidine matrica, todėl yra grafeno / epoksidinės dervos. Naujų dervų kompozicinių dangų tyrimai padarė naują pažangą.

1. Grafeno / epoksidinių dervų dangos tyrimų pažanga

Iš šiluminės savybės požiūriu grafenas yra medžiaga, šiuo metu žinoma apie didžiausią šilumos laidumą (vienas sluoksnis yra apie 5000 W / mK), nes užpildas gali padidinti epoksidinės medžiagos šilumą; iš mechaninių ir mechaninių savybių, grafenas sudarytas iš sp2 hibridinių plokščių anglies atomų. Jis turi aukštą modulį, didelio stiprumo ir mažą šlyties jėgą bei mažą trinties koeficientą tarp grafeno sluoksnių. Lengvai pereiti prie epoksidinės dangos paviršiaus, kad būtų sukurta perdavimo plėvelė. Sujungus epoksidą, dangos atsparumas dilimui ir smūgiui gali būti patobulintas; iš elektrotechninių savybių požiūriu teorinis grafeno monosluoksnio atsparumas yra maždaug 10-6 Ω · m, o dėl mažo tūrinio tankio epoksi yra: kai į dervą dedamas nedidelis grafeno kiekis, jis gali būti geras laidumas; Antikorozinių savybių požiūriu, dėl grafeno mažo dydžio ir dvimačio lakšto struktūros, epoksidinės dangos defektai gali būti patobulinti, kad juos būtų galima padengti. Siekiant sumažinti koroziją, sluoksnyje susidaro tankus barjerinis sluoksnis.

1.1 Šiluminės savybės

Huang Kun ir kt. naudojamas grafenas kaip užpildas, į kurį įterpiama epoksidinė, epoksidine modifikuoto silikono ir vinilo derva trijose sistemose. Grafeno dangos temperatūros atsparumas ir atsparumas elektriniam senėjimui buvo išbandyti kepimo ir elektrinio senėjimo bandymais. Lyties poveikis. Rezultatai rodo, kad, palyginus su graphene, temperatūros pasipriešinimas trims yra geresnis, o po 500h elektros, panašus po epoksidinio proceso epoksidinis procesas, po to, kai kietėjimas tampa kietesnis, grafenas taip pat susitraukia daugiau. Kompaktiškas, geresnis šilumos pasipriešinimas. Yang ir kt. ištyrė graffeno lakštų (G) / daugiasienių anglies nanovamzdelių (MWCNTs) / epoksidinių dervų (EP) kompozitus ir nustatė, kad tarp G ir MWCNT yra sinergetinis poveikis. Dėl šio tarpinio poveikio jie yra susiję su EP. Kontaktų plotas tampa didesnis, kad būtų išvengta užpildo aglomeracijos. Kompozito šilumos laidumas buvo matuojamas 0,321 W / mK, kuris yra 146,9% didesnis nei grynos EP (0,13 W / mK).

1.2. Atsparumas dilimui ir kietumas

Wu Fang naudojo grafeną (G) ir grafeno oksidą (GO), siekdamas pagerinti tarpsluoksnę struktūrą tarp silicio karbido ir epoksidinės dervos. Eksperimentiniu būdu išmatuotas G / EP kompozicinės dangos trinties koeficientas sausoje trintyje ir jūros vandens trinime. Pure EP danga sumažėjo 14,5% ir 33,7%, nusidėvėjimo lygis sumažėjo 69,1% ir 32,1%; "GO / EP" kompozicinė danga sumažino trinties koeficientą 15,6% ir 35,5% palyginus su grynu EP danga, o nusidėvėjimo lygis sumažėjo 79%. Ir 67,9%. Renas Xiaomenas ir kiti paruošė G, GO / EP kompozitus ir ištyrė jų grūdinimo ir stiprinimo poveikį EP. Rezultatai rodo, kad, kai G ir GO masės dalis yra 2%, kompozito nelygumų atsparumas lūpose padidėja atitinkamai 102% ir 48,5%; kai G ir GO masės dalis yra 1%, kompozito stipris atitinkamai padidėja 18% ir 2%.

1.3 Elektrinės savybės

Wang Guojian ir kt. naudojami savaiminio grafeno ir komercinio lygio anglies nanovamzdeliai, fulereliai ir grafitas kaip nanodalelės medžiagos, siekiant pridėti EP prie kompozitų paruošimo ir jų elektrinių savybių tyrimo. Tyrimai parodė, kad G yra laidus užpildas, kuris yra geresnis už anglies nanovamzdelių, fulerenų ir grafito. Kai G tūrio dalis yra 0,25%, kompozicinės medžiagos laidumas atsiranda staigaus perkrovimo, o tai rodo, kad šiuo metu EP susidarė G. Laidūs tinklo kanalai; kai tūrinė frakcija viršija 0,5%, elektros laidumas linkęs stabilizuotis iki 2,02 x 10-7 S / m. Serena ir kt. palygino elektrines dviejų savybių savybes naudojant deimantinius ir grafeno / epoksidinius kompozitus. Rezultatai rodo, kad grafeno slenkstis yra daug mažesnis nei sintetinio deimanto. Kai papildomas grafeno kiekis yra 0,5% (tūrio dalis), kompozito varža sumažėja nuo 7,14 × 10 7 Ω · m iki 1,02 × 10 3 Ω · m, o tai yra dėl grafito. Alken yra puikus elektros laidas.

1.4. Apsauga nuo korozijos

Zhou Nanas ir kiti naudojo galinę rūgštį (GA) ir epichlorhidriną (ECP) kaip žaliavas, skirtas sintetinti epoksidinę galinę rūgštyje esančią dervą (GEP) kaip grafeno disperguotą GEP-G / EP gamybai. Kompozicinė danga. Atsparumas korozijai buvo būdingas naudojant padengto vandens absorbciją, Tafel poliarizacijos kreivę ir neutralaus druskos purškimo testą. Tyrimai rodo, kad, lyginant su gryna EP danga, dangos polisorizacijos pasipriešinimas ir savarankiško srovės tankis padidėja vienu laipsniu, o vandens sugėrimo greitis sumažėja 0,22%, taip pat efektyviai pagerėja druskų atsparumas. Wang Yuqiong ir kt. Panaudojo natrio poliakrilatą kaip dispergentą, 2 valandas disperguodavo didelės spartos centrifugoje, po to ultragarsu disperguoti 30 minučių, kad gautų vandeninę grafeno dispersiją, ir G / vandenyje esančią epoksidinę dervą, kurios G kiekis yra 0,5% (masės dalis). E44 kompozicinė danga. Tyrimai parodė, kad grafeno pridėjimas gerina vandeniui atsparaus epoksidinio vandens repelento poveikį, o grynos E44 dangos storio difuzijos koeficientas sumažėja 2 kartus; grynos E44 dangos savitakio korozijos srovės tankis yra 0,13 μA / cm2, o G / savitakio korozijos srovės tankis E44 kompozicinės dangos yra tik 0,038 μA / cm2.