توسعه رزین های ترموست اصلاح شده با گرافن

گرافن یک ماده مسطح دوبعدی لانه زنبوری است که از یک لایه اتم کربن که به روش هیبریدی sp2 به هم متصل شده اند، تشکیل شده است. این خواص بسیار عالی مانند تحرک حامل بالا، عبور نور بالا، سطح ویژه بالا، مدول یانگ بالا، استحکام شکست بالا و غیره دارد. مواد رزین گرما سخت به دلیل مزایایی مانند استحکام ویژه بالا، مدول ویژه بزرگ، پایداری حرارتی خوب و مقاومت در برابر خوردگی توجه گسترده‌ای را از صنعت و دانشگاه به خود جلب کرده‌اند.

دو روش اصلی برای اصلاح سطح پودر گرافن وجود دارد: اصلاح پیوند کووالانسی و اصلاح پیوند غیرکووالانسی.

اصلاح پیوند کووالانسی روشی است که از واکنش‌های شیمیایی برای دستیابی به پیوند کووالانسی اصلاح‌کننده‌ها بر روی سطح گرافن یا درمان ویژه گرافن برای تشکیل گروه‌های عملکردی جدید یا پیوندهای شیمیایی استفاده می‌کند و در نتیجه سازگاری و پراکندگی پودر گرافن در ماتریکس رزین را بهبود می‌بخشد.

اصلاح پیوند غیرکووالانسی عمدتاً گروه اصلاح شده را با گرافن از طریق انباشته پیوند π-π برای دستیابی به اصلاح مؤثر گرافن ترکیب می کند. مزیت این روش این است که پراکندگی گرافن را بدون تغییر ساختار شیمیایی گرافن یا ایجاد پیوندهای کووالانسی جدید بهبود می بخشد.

برای انواع مختلف ماتریس های رزین گرما سخت، لازم است روش اصلاح مناسبی انتخاب شود تا پودر گرافن بتواند به طور یکنواخت در رزین پراکنده شود بدون اینکه بر عملکرد ماتریس رزین تأثیر بگذارد.

به عنوان یک نوع جدید پرکننده تقویت کننده، گرافن را می توان به طور مساوی در ماتریس رزین ترموست پراکنده کرد تا به طور قابل توجهی خواص مکانیکی، مقاومت در برابر فرسایش، خواص الکتریکی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش مواد کامپوزیت را بهبود بخشد و در نتیجه دامنه کاربرد رزین ترموست را افزایش دهد. مواد کامپوزیتی مبتنی بر

ویژگی های مکانیکی

گرافن می تواند به طور قابل توجهی خواص مکانیکی مواد رزین ترموست را بهبود بخشد و باعث می شود مواد کامپوزیتی دارای ارزش کاربردی مهمی در زمینه ماشین آلات و قطعات ساختاری خودرو باشند.

عملکرد ضد فرسایش

افزودن اکسید گرافن رسانایی حرارتی مواد کامپوزیت را بهبود می بخشد و استخراج گرما را تسریع می کند و نرخ فرسایش خطی مواد کامپوزیت را تا 62.08 درصد کاهش می دهد. افزودن اکسید گرافن برای القای تشکیل یک لایه کربن در ماتریس در طول فرآیند فرسایش، افزایش درجه گرافیتی شدن ماتریس و تشکیل یک لایه عایق حرارتی برای جلوگیری از انبساط گرما به داخل ماده و در نتیجه کاهش میزان حرارت مفید است. نرخ فرسایش خطی مواد کامپوزیت و بهبود مقاومت فرسایشی مواد کامپوزیت رزین.

خواص الکتریکی

گرافن یک ماده کربنی با ساختار شبکه دو بعدی لانه زنبوری است که از اتم های کربن هیبرید شده sp2 تشکیل شده است. الکترون‌های π ساختاری عالی یک اثر مزدوج ایجاد می‌کنند که تحرک الکترون‌ها را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد. در عین حال، در شرایط ایده آل، نوار رسانایی و نوار ظرفیت گرافن در نقطه دیراک در تماس هستند، به طوری که الکترون ها می توانند بین نوار ظرفیت و نوار رسانایی بدون مانع انرژی حرکت کنند، در نتیجه گرافن را به داشتن خواص الکتریکی عالی ارتقا می دهد. .

مقاومت در برابر خوردگی

رزین ترموست یک ماده ماتریس رایج در مواد پوششی است و دارای مقاومت در برابر خوردگی عالی است، اما مواد رزین پخت شده باعث ایجاد ریز منافذ یا ریز شکاف می شود که توانایی حفاظتی زیرلایه را تضعیف می کند. پایداری شیمیایی و ویژگی های سد کننده خود گرافن می تواند به طور موثری از نفوذ عوامل خورنده جلوگیری کند و از انتشار بیشتر عوامل خورنده در سطح در هنگام رسیدن به سطح فلز جلوگیری کند و میزان آسیب خوردگی به لایه محافظ را به حداقل برساند و آن را به پرکننده ترجیحی تبدیل کند. برای پوشش های بستر فلزی

کاربرد رزین ترموست اصلاح شده با گرافن

در حال حاضر، رزین ترموست اصلاح شده با گرافن عمدتاً در پوشش‌های ضد خوردگی سنگین استفاده می‌شود که روی تجهیزات بزرگ (مانند کشتی‌های بزرگ، سکوهای سطحی، توربین‌های بادی و غیره) اسپری می‌شود تا از خوردگی و افزایش عمر مفید جلوگیری شود. در آینده، رزین ترموست اصلاح شده با گرافن نیز به طور گسترده در هوافضا، قطعات الکترونیکی و سایر زمینه ها استفاده خواهد شد.