Forschungsfortschritt von Graphen/Epoxy Harz zusammengesetzten Coatings(1)

Aufgrund ihrer unterschiedlichen molekularen Strukturen können Epoxidharze (EP) unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Und weil es einfach gemischt werden mit verschiedenen härter, Verdünnungsmittel, Hilfsmittel usw., Epoxid-Harz-Materialien mit hervorragenden mechanischen, mechanische, thermische, Adhäsion, Isolierung und Anti-Korrosions-Eigenschaften vorzubereiten, und weit in verbreitet ist Korrosionsschutz-Beschichtungen. . Jedoch mit der Komplikation der Anwendungsumgebung, die einfache EP-Beschichtungen zeigen einige Mängel: Erstens wegen schlechten Wärmeleitfähigkeit, schlechte Hitzebeständigkeit, wodurch die meisten EP eignet sich nur für die Umwelt unter 100 ° C; Zweitens wegen der hohen vernetzen Sie Dichte, nach Aushärtung, infolgedessen der Reibungskoeffizient hoch ist, und die Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit arm sind. Drittens der Widerstandsfähigkeit ist hoch und die elektrostatische Wirkung leicht erzeugt. Die vierte ist nach dem Aushärten leicht Mängel entstehen und die Korrosionsbeständigkeit ist betroffen. Um die Vorteile des EP besser nutzen zu können, werden oft Füllstoffe zugesetzt, zur Verbesserung der Leistung.

Graphen hat ein großes Potenzial in der Verbesserung der Eigenschaften von Harz-basierte Materialien durch seine einzigartige Kristallstruktur und ausgezeichnete physikalische Eigenschaften und seine Derivate können die Polymerisationsreaktion auslösen. Da Graphen eine große spezifische Oberfläche und eine hohe Oberflächenenergie aufweist, ist es leicht agglomeriert, wenn ein Epoxidharz, was sich wiederum auf die Leistung der Beschichtung als Füllstoff hinzugefügt. Um die Graphen in Epoxy Matrix gleichmäßig zu verteilen, haben Wissenschaftler eine Menge Forschung durchgeführt. Vom ersten einfachen mischen, Ultraschall Dispersion Technologie wurde entwickelt, und ein Silan-Haftvermittler zur Verbesserung der Adhäsion und Kompatibilität zwischen Graphen und Epoxyd-Harz verwendet wurde. Es wurde festgestellt, dass die Zugabe von Graphen die Leistung der Beschichtung verbessert, aber wenn auf einen bestimmten Betrag hinzugefügt, die Anhäufung von Graphen wird die weitere Verbesserung der Beschichtung Leistung beeinflussen. In den letzten Jahren haben einige Gelehrte funktionalisierten Graphen durch Modifikation der funktionellen Gruppe auf der Oberfläche des Graphen vorbereitet. Es wurde festgestellt, dass unter Beibehaltung der Graphen-basierte Eigenschaften, die Haftung der Epoxy-Matrix, Herstellung von Graphen/Epoxy verbessern können. Forschung am Harz composite Beschichtungen hat neue Fortschritte erzielt.

1. Forschung Fortschritte von Graphen/Epoxy-Harz-Beschichtungen

Aus Sicht der thermischen Leistung Graphen ist das Material mit der höchsten thermischen Leitfähigkeit derzeit bekannt (eine einzelne Schicht ist ca. 5000W/mK), als Füllstoff kann erhöhen die thermische Beständigkeit von Epoxy; von der mechanischen und mechanischen Eigenschaften besteht Graphen aus sp2-Hybrid-planar Kohlenstoff-Atome. Es hat hohen Elastizitätsmodul, hohe Festigkeit und geringe Schubkraft und niedrigen Reibungskoeffizienten zwischen Graphene Schichten. Es ist einfach, zu eine Transferfolie bilden Epoxy Beschichtung Oberfläche zu übertragen. Nach mit Epoxy kombiniert werden, können die Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit der Beschichtung verbessert werden; aus der Sicht der elektrischen Eigenschaften der theoretischen Widerstandsfähigkeit des Graphen Monolage ist über 10-6 Ω·m, und wegen seiner niedrigen Schüttdichte, das Epoxidharz ist wenn das Harz eine kleine Menge von Graphen hinzugefügt wird, es kann gute Leitfähigkeit; aus der Sicht der Anti-Korrosions-Leistung, aufgrund der geringen Größe Wirkung des Graphen und die zweidimensionale Struktur können die Mängel in der Epoxy-Beschichtung verbessert werden, so dass es beschichtet werden kann. Eine Dichte Sperrschicht bildet sich in der Schicht, Korrosion zu reduzieren.

1.1 thermische Eigenschaften

Huang Kun Et Al. verwendet Graphen als Füllstoff Epoxy, Epoxid-modifizierte Silikon und Vinyl-Harz in drei Systeme hinzufügen. Die Graphen Beschichtung Temperaturbeständigkeit und elektrische Alterungsbeständigkeit wurden von Back- und elektrische Alterungstests getestet. Die Auswirkungen von Sex. Die Ergebnisse zeigen, die mit keinen Graphen, die Temperaturbeständigkeit der drei verglichen werden verbessert, und nach 500h Strom, Epoxy ähnliche Post-Aushärtung, machen die Vernetzung nach dem Aushärten Dichter, Graphen auch schrumpfen kompakter, bessere Hitzebeständigkeit. Yang Et Al. untersuchten das Graphene Blatt (G) / Multi-walled Carbonnanotubes (MWCNTs) / Epoxid-Harz (EP) Verbundwerkstoffe und festgestellt, dass es ein Synergistischer Effekt zwischen G und MWCNTs gebührend Überbrückung dazu, sie sind verbunden mit EP Die Kontaktfläche wird größer, Füllstoff Agglomeration zu vermeiden. Die Wärmeleitfähigkeit des Verbundes wurde gemessen, um 0.321 W/mK, werden die 146,9 % höher als die des reinen EP (0,13 W/mK).

1.2 Verschleißfestigkeit und Zähigkeit

Wu Fang verwendet Graphen (G) und Graphene oxid (GO) zur Verbesserung der Grenzflächen zwischen Silizium-Karbid und Epoxidharz. Experimentell wurde der Reibungskoeffizient des G/EP zusammengesetzte Beschichtung in trockener Reibung und Meerwasser Reibung gemessen. Reine EP-Beschichtung reduziert um 14,5 % und 33,7 %, die Verschleißrate 69,1 % und 32,1 % zurückgegangen; GO/EP zusammengesetzte Beschichtung reduziert Reibungskoeffizienten von 15,6 % und 35,5 % im Vergleich zu reinen EP-Beschichtung und Verschleißrate 79 % gesunken. Und 67,9 %. Ren Xiaomeng und andere G, GO/EP Verbundwerkstoffen, vorbereitet und untersucht ihre Vorspannung und verstärkende Wirkung auf EP Die Ergebnisse zeigen, dass wenn der Massenanteil von G und gehen 2 % liegt, die Bruchzähigkeit des Verbundes 102 bis 48,5 %, bzw. erhöht; Wenn der Massenanteil von G und gehen 1 % liegt, erhöht sich die Festigkeit des Verbundes bzw. um 18 % und 2 %.

1.3 Elektrische Eigenschaften

Wang Guojian Et Al. verwendet Selfmade Graphen und Handelsgüte-Kohlenstoff-Nanoröhren, Fullerene und Graphit als Nano-leitfähige Materialien, EP zur Vorbereitung Verbundwerkstoffe und studieren ihre elektrischen Eigenschaften hinzuzufügen. Studien haben gezeigt, dass G einen leitfähigen Füller Kohlenstoffnanoröhren und Fullerenen Graphit überlegen ist. Wenn der Volumenanteil der G 0,25 % liegt, erfährt die Leitfähigkeit des Verbundwerkstoffes eine Versickerung plötzliche Veränderung, darauf hinweist, dass G im Parlament zu dieser Zeit gebildet worden ist. Leitfähige Netzwerkkanäle; Wenn der Volumenanteil von mehr 0,5 als % die elektrische Leitfähigkeit tendenziell zu stabilisieren, 2.02 x 10-7 S/m. Serena Et Al. verglichen die elektrischen Eigenschaften der beiden mithilfe von self-made Diamond und Graphen/Epoxy Composites. Die Ergebnisse zeigen, dass die Schwelle des Graphen viel niedriger als die von synthetischem Diamant ist. Wenn die Zugabemenge von Graphen 0,5 % (Volumenanteil) ist, die Widerstandsfähigkeit des Verbundes sinkt von 7,14 × 10 7 Ω·m auf 1,02 × 10 3 Ω·m, die durch Graphit. Alken ist ein vorzüglicher elektrischer Leiter.

1.4 Korrosionsschutz

Zhou Nan und andere verwendet Gallussäure (GA) und Epichlorhydrin (ECP) als Rohstoffe, Gallensäure-basierte Epoxidharz (GEP) als einen Graphen dispergiermedium GEP-G/EP vorbereiten zu synthetisieren Composite-Beschichtung. Die Korrosionsbeständigkeit war geprägt durch die Beschichtung Wasseraufnahme, Tafel Polarisation Kurve und neutralen Salzsprühtest. Die Forschung zeigt, dass im Vergleich mit dem reinen EP, Beschichtung, die Polarisation Widerstand und selbständige Korrosion Stromdichte von der Beschichtung Anstieg um eine Größenordnung, die Wasser-Absorptionsrate sinkt um 0,22 % und der Salzsprühnebel Widerstand ist auch nachhaltig verbessert. Wang Yuqiong und andere verwendet Natrium Polyacrylat als Dispergiermittel, zerstreut in einer High-Speed-Zentrifuge für 2 Stunden und dann Ultraschall für 30 Minuten verteilt um eine wässrige Graphen-Dispersion und ein G/waterborne Epoxidharz mit einem G-Gehalt von 0,5 % (zu erhalten Massenanteil) wurde vorbereitet. E44 zusammengesetzte Beschichtung. Studien haben gezeigt, dass die Zugabe von Graphen die wasserabweisende Wirkung der waterborne Epoxidharz verbessert und der Fick'schen Diffusionskoeffizienten von reinen E44 Beschichtung wird durch 2 Größenordnungen reduziert; die selbständige Korrosion Stromdichte von reinen E44 Beschichtung ist 0.13μA / cm2, und G / Self Korrosion Stromdichte der E44 zusammengesetzte Beschichtung ist nur 0,038 μA/cm2.