Riċerka Progress tal-kisjiet komposti tar-reżina tal-grafju / ta 'l-epossi (2)

2. Problemi li jeżistu

Minħabba li l-graffene għandu erja tal-wiċċ speċifika kbira (valur teoretiku ta 'madwar 2630 m2 / g) u enerġija superfiċjali għolja, agglomerati u tlaħliħ iseħħu meta l-ammont ta' graffenu jkun kbir, u jwassal għal dispersjoni fqira u stabbiltà fil-matriċi. . Għall-proprjetajiet termali u elettriċi, meta jiżdied ammont żgħir ta 'graffene, jista' jintlaħaq il-limitu ta 'perkolazzjoni u l-kontenut tal-grafinu jiżdied aktar u l-kobor tat-titjib ulterjuri tar-reżistenza tas-sħana u l-konduttività elettrika ssir iżgħar. Madankollu, għal proprjetajiet mekkaniċi u mekkaniċi, proprjetajiet kontra l-korrużjoni, għalkemm ammont żgħir ta 'graffin jista' jtejjeb il-prestazzjoni, minħabba l-agglomerazzjoni tiegħu fil-kisi epoxy f'ċertu ammont, se jikkawża xquq, punti ta 'konċentrazzjoni ta' tensjoni u difetti fil-kisi. Jikkawża tnaqqis fil-prestazzjoni.

Wu Fang imkejjel il-koeffiċjent tal-frizzjoni fil-frizzjoni niexfa u frizzjoni tal-ilma baħar ta 'kisi differenti ta' G / EP b'meter ta 'koeffiċjent tal-frizzjoni u sab li meta G huwa 1% (frazzjoni tal-massa), jiżdiedu l-koeffiċjenti tal-frizzjoni u r-rata tal-kisi tal-ilbies. U rrimarkat li dan huwa minħabba li l-kontenut G huwa għoli wisq, se jseħħ fil-kisi kkawżat mill-agglomerazzjoni ta 'xquq, li jirriżulta fil-kisi huwa faċli biex titqaxxar fil-proċess ta' frizzjoni, id-debris li jilbsu jirriżultaw iżid il-koeffiċjent tal-frizzjoni tal- u rata ta 'l-ilbies.

Zhi et al. tintuża teknoloġija ta 'dispersjoni ultrasonika użata biex tħejji kisi kompost G / EP, u wettqet test tat-tgħawwiġ bi tliet punti wara li l-kisi ġie kkurat u mbagħad osserva l-wiċċ tal-frattura tal-kisi bl-użu ta' mikroskopju elettroniku ta 'skannjar ta' emissjoni fuq il-post (FE-ESM). Instab li meta l-kontenut tal-grafin huwa 1% (frazzjoni tal-massa), id-dispersjoni fil-kisi hija relattivament uniformi, u meta l-kontenut huwa inqas minn 1%, id-dwejjaq tal-kisi jiżdied b'mod sinifikanti. Madankollu, meta l-kontenut jilħaq it-2%, agglomerazzjoni se sseħħ fil-kisja, li tikkawża difetti biex jiffurmaw punti ta 'konċentrazzjoni tal-istress, li jirriżulta fi tnaqqis fl-ebusija tal-kisi.

Liu et al. applikat G bħala inibitur tal-korrużjoni għas-sistema E44 tar-reżina epoxy biex tħejji kisi kompost G / EP, u mkejla l-kurva tal-polarizzazzjoni potenzjodinamika wara li tpoġġiha f'3.5% ta 'soluzzjoni NaCl għal 48 siegħa.

Ir-riżultati juru li l-potenzjal ta 'korrosjoni ta' 0.5% (frazzjoni tal-massa) G / E44 u 1% (frazzjoni tal-massa) Kisja G / E44 hija ħafna inqas minn dik tal-kisja E44, u d-densità tal-korrużjoni attwali ta '0.5% G / E44 (0.0551μA / cm2)) huwa ħafna inqas minn 1% ta 'kisja G / E44 (0.934μA / cm2) u E44 (0.121μA / cm2), li jindika li ż-żieda ta' graffin ittejjeb il-prestazzjoni ripellanti ta 'reżistenti għall-ilma ta' kisjiet epossidiċi u tnaqqas il- penetrazzjoni ta 'midja korrużiva. . Madanakollu, iż-żieda ta 'graffin eċċess għandu agglomerazzjoni fuq il-wiċċ tal-kisi u tnaqqas il-proprjetajiet repellent ta' l-ilma tal-kisi.

3. Il-progress fir-riċerka tal-kisi grafiku / epoksi funzjonalizzat

3.1 Graffit funzjonalizzat

Minħabba l-idrofobiċità u l-inertità kimika tal-istruttura l-kbira ta 'l-π fuq il-wiċċ tal-graffin intrinsiku, huwa faċli li tinġibed u titqabbad fil-kisja epoxy, u huwa diffiċli għall-graffit li jeżerċita kompletament il-prestazzjoni tiegħu fil-matriċi epoxy. Sabiex issolvi din il-problema, l-istudjużi domestiċi u barranin jiffurmaw tip ġdid ta 'graffin funzjonalizzat billi jżidu komponenti u strutturi oħra fuq il-bażi tal-grafin. Dan il-grafil, filwaqt li jżomm il-proprjetajiet bażiċi tiegħu, jagħti wkoll proprjetà ġdida, u jista 'wkoll ikun immirat biex jottimizza l-graffit ibbażat fuq il-ħtieġa tal-proprjetajiet tal-kisi.

Skont l-istruttura kimika, il-funzjonalizzazzjoni tal-grafin hija maqsuma fi twaħħil kovalenti u twaħħil mhux kovalenti. It-twaħħil kovalenti jeqred l-istruttura li tkun magħquda π fuq il-wiċċ tal-grafin, u b'hekk il-wiċċ tagħha jkun attiv. Madankollu, il-qerda ta 'din l-istruttura stabbli twassal għal tnaqqis fil-konduttività elettrika u termali tal-grafita funzjonalizzata mill-graff intrinsiku. Twaħħil mhux kovalenti jirreferi għall-użu tal-karatteristika ta 'erja tas-superfiċje speċifika super-kbira ta' grafina, li hija komposta b'partikuli oħra bi proprjetajiet eċċellenti permezz ta 'adsorbiment tal-wiċċ. Għalkemm dan il-metodu ma jeqridx l-istruttura bażika tal-grafin, u jżomm il-karatteristiċi ta 'prestazzjoni inerenti tal-graffene, l-effett tat-tixrid huwa kemxejn inferjuri għat-twaħħil kovalenti. Ġeneralment, huwa meħtieġ li żżid stabilizzatur jew dispersjoni ultrasonika.

Għalkemm ir-riċerka dwar il-grafil funzjonalizzat għadha fil-fażi preliminari, hemm ftit studji dwar l-applikazzjoni tagħha fil-kisjiet kontra l-korrużjoni tar-reżina epoxy. Madankollu, xi studjużi mmodifikaw il-wiċċ tal-grafin permezz ta 'ċerti gruppi funzjonali u żiedu reżina epoxy, u wera li l-grafina funzjonalizzata hija superjuri għall-graffit pur.

3.2 Applikazzjoni ta 'Graff Funzjonalizzat fi Kisi ta' Epoxy

Ghaleb et al. analizzat it-temperatura tat-transizzjoni tal-ħġieġ tat-Tg tal-kisjiet tal-G / EP u l-kisi tal-grafina / reżina epoxy funzjonalizzata b'cloroform / chloroform by calorimetry differential scanning. Instab li G / EP għandu biss il-grafita. It-Tg f'kontenut ta 'volum ta' 0.1% huwa ogħla minn dak ta 'EP pur, filwaqt li l-kampjuni kollha f'Ch-G / EP huma ogħla mit-Tg ta' EP pur. Dan minħabba li l-graffit pur se jifforma agglomerati fil-kisi meta jiżdied ma 'ċertu ammont, li jaffettwa l-prestazzjoni tal-kisi, u l-grafil funzjonalizzat bil-kloroform jista' jkun imxerred sew fil-kisi.

It-tnaqqis kimiku ta 'Au3 + minn Martin-GALLEGO et al. funzjonalment immodifika s-superfiċje tal-grafil b'napartarti tad-deheb iġġenerati mill-awtodispożizzjoni fuq il-wiċċ tal-partiċelli tad-deheb, u mxerrda l-Au / G fil-kisja epoxy vulkanizzata permezz ta 'dispersjoni ultrasonika. Instab li l-konduttività elettrika ta 'Au-G / EP hija ta' madwar 4 ordnijiet ta 'kobor ogħla minn dik ta' G / EP bl-istess ammont ta 'żieda. Chen Yu uża metodu idrotermali, bl-użu ta 'resole fenoliku ta' resole u ossidu tal-grafina bħala materja prima, reżina fenolika ippreparata modifikat graphen airgel (p-GA), u użah bħala mili konduttiv biex jifforma materjal kompost ma 'EP. L-istudju sab li: minħabba ż-żieda tar-reżina fenolika ta 'risole biex l-istruttura tan-netwerk tridimensjonali ta' p-GA tkun aktar perfetta, ammont żgħir ta 'p-GA jista' jkollu konduttività eċċellenti u prestazzjoni tal-ilqugħ elettromanjetiku. Meta l-kontenut tal-mili huwa 0.33% (frazzjoni tal-massa), il-konduttività elettrika hija 73 S / m, u l-prestazzjoni tal-ilqugħ elettromanjetiku tilħaq 35 dB.

Qi et al. silane mlaqqam fuq il-wiċċ ta 'l-ossinu tal-grafina biex tikseb graffin silane-funzjonalizzat (g-GO) u żiedu mal-matriċi epoxy b'eżosju tal-kristalli likwidi (LCE) bħala mili mħallat biex jipprepara kisi kompost tar-reżina epoxy. . L-istudju juri li meta l-mili mħallat ikun 3% [2% (frazzjoni tal-massa) g-GO u 1% LCE], meta mqabbel mal-kisi pur epoxy, ir-reżistenza tal-impatt tal- kisi kompost jiżdied minn 132.6% U s-saħħa tal-liwja żdiedet b'27.6% u 37.5%, rispettivament. Il-prestazzjoni tal-grafin mhux iffunzjonalizzat ġiet imtejba aktar.

Ramezanzadeh et al. ossidu tal-graffit modifikat permezz ta 'silane bbażat fuq il-ġell, ossidu grafin funzjonalizzat tas-silane ppreparat / kisi tar-reżina epoxy, u studja ossidu tal-grafina funzjonat silane permezz ta' spettroskopija ta 'impedenza elettrokimika, metodu ta' sprej ta 'melħ u test ta' disbondament katodiku. Effett fuq il-prestazzjoni taż-żebgħa. Ir-riżultati wrew li l-ossidu tal-graffit modifikat silane kien imxerred b'mod uniformi fil-matriċi epoxy, u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisi tjiebet b'mod effettiv u d-disbondment katodiku tnaqqas.

Għalkemm l-istudju tal-kisjiet tar-reżina epoxy grafiċi funzjonalizzati kiseb livelli ta 'progress li jvarjaw, minħabba li l-kundizzjonijiet ta' reazzjoni mhumiex faċli biex jikkontrollaw, id-disinn tal-formulazzjoni ta 'kisi kompost huwa inkonvenjenti u mhuwiex adattat għal produzzjoni fuq skala kbira. Għad hemm il-ħtieġa li jinstabu aktar rotot ta 'preparazzjoni sempliċi u effiċjenti.

4. Outlook

Bl-iżvilupp tax-xjenza u t-teknoloġija moderna, in-nies qed jitolbu dejjem aktar il-prestazzjoni ta 'kisjiet komposti bbażati fuq l-epossi. Madankollu, minħabba l-fatt li t-teknoloġija għall-preparazzjoni tal-kisi kompost tar-reżina grafina / epoxy għadha maturja, jeħtieġ li tiġi żviluppata fl-oqsma li ġejjin. l-istudju.

(1) Mhuwiex limitat għall-konsiderazzjoni tal-prestazzjoni ġenerali tal-kisi tal-grafen / epoxy. Modifikazzjonijiet funzjonali mmirati tal-grafil għandhom ikunu mmirati għal ambjenti speċifiċi jew dispersanti mmirati ta 'effiċjenza għolja għandhom jintużaw biex itejbu l-proprjetà partikolari tal-kisi.

(2) Il-kontenut u l-ispeċijiet ta 'gruppi funzjonali li fihom l-ossiġnu fil-graffin huma l-bażi għall-għażla ta' molekuli modifikati u metodi ta 'modifikazzjoni xierqa. Il-preparazzjoni makro tal-grafina funzjonalizzata bi struttura u proprjetajiet kontrollabbli għandha tkun il-punt fokali tar-riċerka futura.

(3) Bit-titjib tar-rekwiżiti tal-protezzjoni ambjentali, il-proċess ta 'kisi kontra l-korrużjoni bbażat fuq l-ilma qed jaċċelera. Il-kisjiet ta 'l-epoxy grafen ibbażati fuq l-ilma għandhom prospetti wesgħin. Il-problema li għandha tiġi solvuta hija t-tixrid tal-grafin f'reżini epoxi ta 'l-ilma u l-garanzija ta' konduttività konduttiva tajba u termika tal-kisjiet.

(4) L-ittestjar tal-prestazzjoni u l-applikazzjoni ta 'graffs funzjonalizzati u kisjiet komposti tar-reżina epossidika għandhom jiġu studjati aktar. Bħala cross-dixxiplinarja, kisjiet komposti bbażati fuq il-grafil huma involuti f'ħafna oqsma, bħal ritardanza tal-fjammi u reżistenza ta 'kisjiet epoxy bbażati fuq il-grafil. Il-kontinwità, eċċ., Jeħtieġ li jiġu studjati ulterjorment u esplorati mix-xjentisti.

(5) Introduzzjoni ta 'kontroll kwantitattiv u karatterizzazzjoni tal-prestazzjoni ta' gruppi funzjonali funzjonalizzati fuq il-wiċċ tal-grafin, kif ukoll għażla preċiża ta 'siti funzjonalizzati fuq il-wiċċ tal-grafina u disinn ta' graffin / reżina epoxy għar-raffinament ta 'strutturi kimiċi biex jakkomodaw Applikazzjonijiet differenti ta' żebgħa jeħtieġu aktar studju.