Graeneeni / epoksihartsikomposiittipäällysteet (1)

Eri molekyylirakenteidensa vuoksi epoksihartsit (EP) voivat olla erilaisia ominaisuuksia. Ja koska se on helppo sekoittaa erilaisten kovetusaineiden, laimentimien, apuaineiden jne. Kanssa epoksihartsimateriaalien valmistukseen erinomaisilla mekaanisilla, mekaanisilla, termisistä, adheesio-, eristys- ja korroosio-ominaisuuksilla ja sitä käytetään laajalti korroosionestossa pinnoitteet. . Sovelusympäristön monimutkaisuuden vuoksi yksinkertaiset EP-pinnoitteet osoittavat kuitenkin joitain puutteita: Ensinnäkin huonon lämmönjohtavuuden vuoksi, mikä johtaa heikkoon lämmönkestävyyteen, suurin osa EP: stä soveltuu vain alle 100 ° C: n ympäristölle; Toiseksi johtuen korkeasta silloitetusta tiheydestä kovettumisen jälkeen, seurauksena kitkakerroin on korkea ja kulutuskestävyys ja iskunkestävyys ovat huonoja. Kolmanneksi, resistiivisyys on korkea ja sähköstaattinen vaikutus on helposti muodostettavissa. Neljäs on se, että kovettumisen jälkeen vikoja syntyy helposti ja vaikuttaa korroosionkestävyyteen. Jotta paremmin hyödynnettäisiin EP: n edut, täyteaineita lisätään usein parantamaan suorituskykyä.

Grafeenilla on suuri potentiaali hartsiin perustuvien materiaalien ominaisuuksien parantamiseksi sen ainutlaatuisen kiderakenteen ja erinomaisten fysikaalisten ominaisuuksien ansiosta ja sen johdannaiset voivat aloittaa polymerointireaktion. Koska grafeenilla on suuri ominaispinta-ala ja suuri pintaenergia, se voidaan agglomeroida helposti, kun se lisätään täyteaineeksi epoksihartsiin, mikä vaikuttaa päällysteen suorituskykyyn. Jotta tasaisesti hajotetaan grafeenin epoksimatriisiin, tutkijat ovat harjoittaneet paljon tutkimusta. Alun yksinkertaisesta sekoittumisesta kehitettiin ultraäänidispersio- tekniikkaa ja käytettiin silaanikytkentäainetta parantamaan adheesiota ja yhteensopivuutta grafeenin ja epoksihartsin välillä. Todettiin, että grafeenin lisääminen parantaa pinnoitteen suorituskykyä, mutta kun lisätään tiettyyn määrään, grafeenin kerääntyminen vaikuttaa pinnoituskyvyn parantumiseen edelleen. Viime vuosina jotkut tutkijat ovat valmistaneet funktionalisoidun grafeenin funktionaalisen ryhmän modifikaation avulla grafeenin pinnalla. Havaittiin, että samalla kun säilytetään grafeenipohjaiset ominaisuudet, se voi parantaa adheesiota epoksimatriisiin, jolloin saadaan grafeenia / epoksia. Hartsikomposiittipäällysteiden tutkimus on edistynyt uudella tavalla.

1. Graeneeni / epoksihartsipinnoitteiden tutkimus

Lämpötehokkuuden näkökulmasta grafienia on materiaali, jolla on tällä hetkellä korkein lämmönjohtavuus (yksi kerros on noin 5000 W / mK), koska täyteaine voi lisätä epoksin lämmönkestävyyttä; mekaanisista ja mekaanisista ominaisuuksista, grafienia koostuu sp2-hybridistä tasomaisista hiiliatomista. Sen korkean moduulin, suuren lujuuden ja alhaisen leikkausvoiman sekä alhaisen kitkakertoimen välillä on grafeenikerroksia. Se on helppo siirtää epoksipäällystyspinnalle siirtokalvon muodostamiseksi. Kun se on yhdistetty epoksiin, päällysteen kulutuskestävyys ja iskunkestävyys voidaan parantaa; sähköisten ominaisuuksien kannalta gra- dienimonikerroksen teoreettinen resistanssi on noin 10-6 Ω · m ja epäsäännöllisyydestä johtuen epoksi on pieni. Kun pieni määrä grafeenia lisätään hartsiin, sillä voi olla hyvä johtavuus; korroosionkestävyyden näkökulmasta gra- dienin pienikokoisen vaikutuksen ja kaksidimensionaalisen levymuodon ansiosta epoksipinnoitteen virheitä voidaan parantaa niin, että se voidaan päällystää. Tiheä estokerros muodostetaan kerroksesta korroosion vähentämiseksi.

1.1 Lämpöominaisuudet

Huang Kun et ai. käytetään grafieenia täyteaineena epoksi-, epoksimodifioidun silikonin ja vinyylihartsin lisäämiseksi kolmessa järjestelmässä. Grafeenipäällystyslämpötilan kestävyys ja sähköinen vanhenemiskestävyys testattiin leivonta- ja sähköstaattikoilla. Sukupuolen vaikutus. Tulokset osoittavat, että verrattaessa grafienia kohtaan näiden kolmen lämpötila- resistenssi paranee, ja 500 h: n sähkön jälkeen epoksi-kaltainen jälkikovettamisprosessi, joka tekee ristisilloituksen tiheämpää kovettamisen jälkeen, grafieni myös kutistuu enemmän Compact, better heat vastarintaa. Yang et ai. (G) / moniseinäiset hiilinanoputket (MWCNT) / epoksihartsi (EP) -komposiitit tutkittiin ja havaittiin, että G: n ja MWCNT: n välillä on synergistinen vaikutus. Tämän sillan vaikutuksen ansiosta ne liittyvät EP: n toimintaan. Kosketusalue muuttuu suuremmaksi täyteaineen agglomeraation välttämiseksi. Komposiitin lämmönjohtavuus mitattiin 0,321 W / mK, mikä on 146,9% korkeampi kuin puhdas EP: n (0,13 W / mK).

1.2 Kulumisen kestävyys ja sitkeys

Wu Fang käytti grafeenia (G) ja grafeenin oksidia (GO) piikarbidin ja epoksihartsin välisen rajapinnan rakenteen parantamiseksi. Kokeellisesti mitattiin G / EP: n komposiittipäällysteen kitkakerroin kuivassa kitkassa ja meriveden kitkassa. EP-pinnoite väheni 14,5% ja 33,7%, kulutus laski 69,1% ja 32,1%; GO / EP-komposiittipäällyste vähensi kitkakerrointa 15,6%: lla ja 35,5% verrattuna puhtaaseen EP-pinnoitteeseen ja kulutus laski 79%. Ja 67,9%. Ren Xiaomeng ja muut valmistivat G, GO / EP-komposiitit ja tutkivat niiden terävyyttä ja vahvistusta EP: ssä. Tulokset osoittavat, että kun G: n ja GO: n massajake on 2%, komposiitin murtumiskestävyys kasvaa vastaavasti 102% ja 48,5%; kun G: n ja GO: n massajake on 1%, yhdistelmän lujuus kasvaa vastaavasti 18% ja 2%.

1.3 Sähköiset ominaisuudet

Wang Guojian et ai. käyttää itse valmistettuja grafeenin ja kaupallisen luokan hiilen nanoputkia, fullereeneja ja grafiittia nano-johtavina materiaaleina EP: n lisäämiseksi komposiittien valmistamiseksi ja niiden sähköisten ominaisuuksien tutkimiseksi. Tutkimukset ovat osoittaneet, että G on johtava täyteaine, joka on parempi kuin hiilinanoputket, täyserialenit ja grafiitti. Kun G: n tilavuusosuus on 0,25%, komposiittimateriaalin johtavuus läpäisee äkillisen muutoksen, mikä osoittaa, että G on muodostettu EP: ssä tällä hetkellä. Johtavat verkkokanavat; kun tilavuusosuus ylittää 0,5%, sähkönjohtavuus pyrkii vakautumaan 2,02 x 10-7 S / m: iin. Serena et ai. verrattiin näiden ominaisuuksien sähköisiä ominaisuuksia käyttämällä itse tehtyjä timantteja ja grafeenia / epoksikomposiitteja. Tulokset osoittavat, että grafeenin kynnys on paljon pienempi kuin synteettisen timantin. Kun grafeenin lisäysmäärä on 0,5% (tilavuusfraktio), komposiitin resistanssi pienenee 7,14 x 10 7-0 m - 1,02 x 10 3 Ω · m, mikä johtuu grafiitista. Alkene on erinomainen sähköjohto.

1.4 Korroosiosuojaus

Zhou Nan ja muut ovat käyttäneet gallusihappoa (GA) ja epikloorihydriiniä (ECP) raaka-aineina gallusihappoepohjaisen epoksihartsin (GEP) syntetisoimiseksi grafi- dis dispergointiaineena GEP-G / EP: n valmistamiseksi. Komposiittipäällyste. Korroosionkestävyys oli ominaista käyttämällä päällystysveden absorptiota, Tafel-polarisaatiokäyrää ja neutraalia suolasuihkutestiä. Tutkimus osoittaa, että verrattuna puhtaaseen EP-pinnoitteeseen pinnoitteen polarisaation vastustuskyky ja itsekorroosion virran tiheys lisääntyvät yhdellä suuruusluokalla ja veden imeytymisnopeus pienenee 0,22%, ja suolasuihkeenkestävyys paranee myös tehokkaasti. Wang Yuqiong ja muut käyttivät natrium- polyakrylaattia dispergointiaineena, dispergoituina suurnopeusjäähdytysseoksessa 2 tuntia ja sitten ultraäänisesti dispergoituna 30 minuutin ajan graafisen dispersion vesipitoisuuden saavuttamiseksi ja G / vesipohjainen epoksihartsi, jonka G-pitoisuus oli 0,5% (massafraktio). E44-komposiittipinnoite. Tutkimukset ovat osoittaneet, että grafeenin lisääminen parantaa vesipohjaisen epoksin vettähylkivää vaikutusta ja puhtaan E44-pinnoitteen Fick-diffuusiokerroin vähennetään 2 suuruusluokkaa; puhtaan E44-pinnoitteen itsekorroosion virran tiheys on 0,13μA / cm2 ja G / E44-komposiittikerroksen itsekorroosion virran tiheys on vain 0,038 μA / cm2.