Les résines époxy peuvent présenter des propriétés différentes en raison de leurs structures moléculaires différentes, car elles sont facilement mélangées avec différents durcisseurs, diluants, additifs, etc., elles ont d'excellentes propriétés mécaniques, mécaniques, thermiques et d'adhérence. un matériau de résine époxy d'isolation et de résistance à la corrosion, et sont largement utilisés en tant que revêtement anti-corrosion, mais les milieux complexes, il suffit de revêtements PE présentent certains inconvénients: d'abord, la faible conductivité thermique qui conduit à une mauvaise résistance à la chaleur, la majorité seulement EP applicable à 100 deg] d'environnement de C;. le second est qu'une grande densité de reticulation après durcissement, de sorte que le coefficient de friction élevé, résistance à l'usure de l'impact sur la résistance et faible; trois est facile à produire un effet électrostatique à haute résistivité, quatrième sujette à des défauts, après le durcissement, Affecte les performances anti-corrosion Afin de mieux utiliser les avantages de l'EP, des charges sont souvent ajoutées pour améliorer les performances.
Le graphène a un grand potentiel pour améliorer les propriétés des matériaux à base de résine en raison de sa structure cristalline unique et de ses propriétés physiques excellentes et ses dérivés peuvent initier des réactions de polymérisation.L'introduction de segments flexibles a un grand potentiel en raison de la grande surface spécifique du graphène. peut être élevée, lorsqu'il est ajouté à une résine époxy en tant que charge des agrégats facilement, ce qui affecte les propriétés du revêtement. graphène est uniformément dispersé dans la matrice d'époxy, les chercheurs ont effectué des recherches approfondies. du simple mélange initial, pour le développement d'une technique de dispersion à ultrasons ., améliorant ainsi la propriété de compatibilité et la liaison avec une résine époxy entre l'agent de couplage à base de silane de graphène trouvé: graphène aide supplémentaire pour améliorer les propriétés de revêtement, mais lorsqu'il est ajouté à une certaine quantité, en raison de l'accumulation de graphène effet d'améliorer encore les propriétés du revêtement au cours des dernières années, certains chercheurs par modification de groupes fonctionnels de la surface de graphène, la préparation d'un graphène fonctionnalisé, ont découvert que, tout en conservant les propriétés de base de graphène peut améliorer l'adhérence à la matrice de résine époxy , Faire de nouveaux progrès dans l'étude des revêtements composites graphène / époxy.
1, les progrès de la recherche des revêtements de résine graphène / époxy
De la performance thermique, le graphène est un matériau a actuellement la plus haute conductivité thermique connu (environ monocouche 5000W / mK), peut être ajouté en tant que charge pour améliorer la résistance à la chaleur de l'époxy, du point de vue des propriétés mécaniques et des propriétés mécaniques, Le graphène est composé d'atomes de carbone planaires hybrides sp2, il possède un module élevé, une force de cisaillement élevée et un faible coefficient de frottement entre les couches de graphène, il est facile à transférer à la surface du revêtement époxy pour former un film de transfert. après que le composé époxy peut être utilisé avec une meilleure résistance aux chocs et résistance à l'abrasion du revêtement, les propriétés électriques du point de vue, la monocouche théorique de la résistivité de graphène d'environ 10-6Ω · m, et à cause de leur faible masse volumique apparente, époxy peut avoir une bonne conductivité lors de l'ajout de petites quantités de résine de graphène, du point de vue de la résistance à la corrosion, en raison de l'effet de petite taille et la structure de feuille de graphène à deux dimensions, des défauts peuvent être améliorées revêtements époxy, il peut être revêtu Une barrière dense est formée dans la couche pour réduire la corrosion.
1.1 Propriétés thermiques
Huang Kun et al., Ont utilisé le graphène comme charge pour ajouter de l'époxy, de la silicone époxy et de la résine vinylique dans trois systèmes: la résistance à la température du revêtement de graphène et la résistance au vieillissement électrique. . Effets résultats ont montré que: par rapport avec et sans le graphène, trois résistances de température sont améliorées, et 500h après mise sous tension, similaire au processus de durcissement de résine époxy se produit, de telle sorte qu'après le durcissement de la plus dense de réticulation, graphite retrait alcényle est également plus compact, une meilleure résistance à la chaleur. étudier Yang similaires feuilles de graphène (G) / nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT) / résine époxy composites (EP), a constaté un effet synergique entre G et MWCNTs Etant donné qu'un tel effet de pontage, de sorte que la zone de contact avec le PE est augmentée, pour éviter l'agglomération de la charge. a 0.321W / mK, une augmentation de 146,9% EP pur conductivité thermique du matériau composite mesurée (0,13W / mK).
1.2 Résistance à l'usure et la ténacité
Wu Fang a utilisé le graphène (G) et l'oxyde de graphène (GO) pour améliorer la structure d'interface entre le carbure de silicium et la résine époxy et comparer le coefficient de friction mesuré du revêtement composite G / EP. revêtement pur EP réduit de 14,5% et 33,7%, le taux d'usure a été réduite de 69,1% et 32,1%, le coefficient de revêtement composite de friction GO / EP a diminué de 15,6% et pur revêtements PE 35,5%, le taux d'usure a diminué de 79% . 67,9% et similaire Renxiao Meng G préparé, GO / composites PE, trempé à la fois inspection études sur les effets EP renforcement montrent que: lorsque G et GO fraction massique de 2% d'augmentation de la ténacité à la rupture du composite, respectivement 102% Et 48,5%, lorsque la fraction massique de G et GO est de 1%, la force composite augmente de 18% et 2%, respectivement.
1.3 Propriétés électriques
construction Kingdom graphène analogues à base de nanotube de carbone de qualité commerciale, un fullerène et un matériau composite à base de graphite préparé par addition, respectivement, comme décrit dans le matériau nano conducteur PE, des études ont montré que ses propriétés électriques :. G est un nanotubes de carbone supérieurs, Pour les charges conductrices de fullerènes et de graphite, lorsque la fraction volumique de G est de 0,25%, la conductivité du matériau composite change brusquement, indiquant que G a déjà formé un canal de réseau conducteur dans EP, lorsque la fraction volumique dépasse 0,5%, conductivité stable atteint 2,02 × 10-7S / m Serena faite de diamant et les composites tels que le graphène / époxy, les propriétés électriques des deux résultats de comparaison ont montré que: une valeur de seuil est beaucoup plus faible que le diamant synthétique graphène lorsque la quantité d'addition du graphène 0,5% (fraction volumique), la résistivité du composite diminue à partir de 7,14 × 107Ω · m à 1,02 × 103Ω · m, qui est due graphène est un bon conducteur électrique.
1.4 Anti-corrosion
Nan circonférentielle acide gallique biologiquement yl (GA) et d'épichlorhydrine (ECP) résine époxy à base de synthèse de l'acide gallique (de GEP), et le graphène en tant que dispersant, le GEP-G / EP Préparation Revêtement composite La résistance à la corrosion a été caractérisée par l'absorption de l'eau de revêtement, la courbe de polarisation Tafel et le test de brouillard salin neutre.Les études ont montré que la résistance de polarisation du revêtement et la densité de courant auto-corrosif augmentaient. Wang Yuqiong et ses collaborateurs ont utilisé du polyacrylate de sodium comme dispersant, l'ont dispersé pendant 2 heures à l'aide d'une centrifugeuse à haute vitesse, puis ont dispersé par ultrasons pendant 30 minutes pour obtenir du graphène. la dispersion aqueuse, et la teneur en G de 0,5% (fraction massique) des revêtements composites époxy à base d'eau G / E44 étude réalisée montre que: l'ajout de graphène amélioré l'effet de confinement époxy à base d'eau, et le revêtement relativement pur E44 couche de coefficient de diffusion de Fick est diminuée de deux ordres de grandeur; E44 corrosion pur de revêtement densité de courant de 0.13μA / cm2 et la densité de courant de corrosion G / E44 revêtement composite seulement 0.038μA / cm2.
2, problèmes existants
Puisque le graphène a une grande surface spécifique (valeur théorique d'environ 2630 m2 / g), l'énergie de surface est élevée et l'agrégation et les enchevêtrements se produisent lorsque la quantité de graphène est importante, entraînant une dispersibilité dans la matrice et une mauvaise stabilité. pour les propriétés thermiques et électriques, lorsqu'une petite quantité de graphène, peut atteindre le seuil de percolation, continuer à augmenter la teneur en graphène, la résistance thermique et la conductivité électrique pour améliorer encore la gamme devient plus petit, mais les propriétés mécaniques et mécaniques, la corrosion Performance, bien qu'une petite quantité de graphène peut améliorer les performances, en raison de son agglomération dans le revêtement époxy quand une certaine quantité, il va provoquer des fissures, des points de concentration de contraintes et des défauts dans le revêtement, entraînant une dégradation des performances.
côté Wu par un instrument de mesure de coefficient de frottement de mesure du coefficient de frottement à sec des matières de friction et de l'eau dans les différents friction G / EP dans le revêtement, a constaté que lorsque G est de 1% (fraction massique), le coefficient de frottement et de taux d'usure du revêtement augmente. notant que cela est dû à la teneur en G est trop élevée, l'agglomération peut se produire entraînant des fissures dans le revêtement, conduisant à des revêtements de pelage facile pendant le frottement, l'usure des débris générés par l'usure et augmente le coefficient de frottement du revêtement.
Zhi comme les revêtements composites G / EP préparés par des techniques de dispersion à ultrasons, et un test de flexion à trois points, après le durcissement du revêtement, puis à l'aide d'un microscope électronique à balayage à émission de champ (FE-ESM) de surface de rupture du revêtement a été observé. Une fois trouvé graphène lorsque la teneur est de 1% (fraction massique) dispersées dans un revêtement plus uniforme, et d'augmenter de manière significative la résistance du revêtement lorsque la teneur est inférieure à 1%, mais lorsque la teneur de 2% dans le revêtement aura agglomérées, formant ainsi un défauts de stress Les points de concentration, résultant en une ténacité inférieure de la peinture.
Liu G ou analogue comme inhibiteur de corrosion ajouté aux systèmes de revêtement composites époxy G / EP E44 ont été préparés et mesurés après 48 heures au lieu de solution de NaCl à 3,5% ont des courbes de polarisation potentiodynamique.
Des études ont montré que: 0,5% (fraction massique) G / E44 et 1% (fraction massique) G / potentiel de corrosion du revêtement est nettement inférieur à celui revêtement E44 E44, et la corrosion densité de courant (0.0551μA / cm2 0,5% G / E44 de ) est beaucoup moins que 1% G / E44 (0.934μA / cm2) et E44 (0.121μA / cm2) de revêtement, de telle sorte que les instructions ajoutées graphène imperméable à la performance du revêtement époxy a été amélioré, pour réduire la pénétration de milieux corrosifs Cependant, l'addition de quantités excessives de graphène s'agglomère sur la surface du revêtement et réduit les propriétés hydrofuges du revêtement.
3, progrès de la recherche de graphène fonctionnalisé / revêtements époxy
3.1 Graphène fonctionnalisé
En raison de la grande surface du alcényle en liaison π structure intrinsèque de graphite et hydrophobe chimiquement inerte, facile à empiler accumulée dans les revêtements époxy, conduisant à des difficultés pour optimiser les performances du graphène dans une matrice époxy. Pour résoudre ce problème, par les chercheurs En ajoutant d'autres composants et structures à base de graphène, il se forme un nouveau type de graphène fonctionnalisé qui, tout en conservant ses propriétés basiques, confère également une nouvelle propriété et peut également être basé sur le revêtement. La demande de performance est ciblée sur l'optimisation du graphène.
Selon la structure chimique, le graphène fonctionnalisé en liaison covalente et la liaison non covalente. Lié de manière covalente en perturbant la surface de la structure de graphène liaison π, de manière à activer la surface, mais les dommages qu'une structure stable, graphène fonctionnalisé cause de diminution de la conductivité, la conductivité thermique que les propriétés intrinsèques du graphène. association non covalente se réfère à l'utilisation de graphène ayant une grande surface spécifique de cette fonctionnalité, par un procédé d'adsorption de surface, l'autre a une excellente les propriétés des particules composites ensemble. Bien que ce procédé ne produit pas la structure de base de graphène endommagé, le maintien des caractéristiques de performances intrinsèques du graphène, mais dispersion légèrement inférieure à liaison covalente, nécessite généralement l'addition d'un stabilisant ou dispersant à ultrasons.
Alors que la recherche de graphène fonctionnalisés est encore à un stade préliminaire, la recherche est également moins appliqué un revêtement anticorrosif époxy, mais certains chercheurs ont été modifiés par la surface de graphène de certains groupes fonctionnels, des systèmes époxy ajoutés , Et prouvé que le graphène fonctionnalisé est meilleur que l'effet d'addition simple de graphène.
3.2 Application du graphène fonctionnalisé dans les revêtements époxydes
Ghaleb autre analyse de la transition vitreuse de revêtements G / EP et ch-G / EP (graphène / époxy fonctionnalisé chloroforme) température de revêtement Tg par calorimétrie à balayage différentiel et a constaté que G / EP seulement graphène teneur de 0,1% en volume supérieure à la Tg du document EP pur, tandis que toutes les ch-G / EP échantillons est supérieure à la Tg du document EP pure. cela est dû au graphène pur formé dans le revêtement, lorsqu'il est ajouté à une certaine quantité agglomération affecte les propriétés de revêtement, et peut être bien dispersé dans la couche de revêtement à travers le chloroforme fonctionnalisé de graphène.
Martin-Gallego analogues Au3 + Réduction chimique, étant donné que les particules d'or sont déposées sur la surface de particules d'or se produisant produite sur la fonction de modification de surface de graphène effectuée, et la dispersion Au / G dispersé dans un revêtement époxy photodurcissable par sonication . étudié trouvées dans la même quantité a été ajoutée, la conductivité au-G / EP de G / EP environ 4 ordres de grandeur plus élevé que la méthode hydrothermale Chen Yu ressemelable oxyde de graphène comme matière première. , un aérogel modifié par une résine phénolique graphène (p-GA) a été préparé, et en tant que charge conductrice pour former un composite et EP trouvé: résol en raison de l'addition d'une telle structure de réseau tridimensionnel plus complète p-GA solide, une petite quantité de p-GA peut obtenir une excellente conductivité électrique et de la performance de blindage électromagnétique. lorsque la teneur en charge est de 0,33% (fraction massique), une conductivité de 73S / m, la performance de blindage électromagnétique à 35dB.
Qi et silane alcényle surface greffée du graphène fonctionnalisé au silane obtenu en oxyde de graphite (g-GO), et la résine époxy à cristaux liquides (LCE) a été ajouté à une matrice d'époxy mélangé en tant que charge, les revêtements composites de résine époxy préparées des études ont montré que: lorsque la charge est mélangée à 3% « 2% (fraction massique) g-GO et 1% LCE », par rapport aux revêtements époxy purs, la résistance au choc des revêtements composites améliorés 132,6%, à la traction pour augmenter la force et résistance à la flexion étaient 27,6% et 37,5% par rapport à la performance de graphène non fonctionnalisés a été encore améliorée.
Ramezanzadeh le silane de type gel modifié avec de l'oxyde de graphène, le revêtement de silane / époxy à fonctionnalité oxyde de graphène a été préparé par spectroscopie d'impédance électrochimique, le revêtement par pulvérisation de sel et d'études d'essai de pelage cathodique oxyde de graphène fonctionnalisé au silane effet des études de performance de revêtement montrent: observé par un microscope électronique à balayage, l'oxyde de graphène modifié par un silane en dispersion dans une matrice uniforme de l'époxy, et la résistance à la corrosion du revêtement est améliorée de manière efficace, ce qui réduit le pelage cathodique.
peintures époxy graphène fonctionnalisés de recherche En dépit des progrès à des degrés divers, mais les conditions de réaction sont difficiles à contrôler, la formulation de revêtement composite est conçu inconvénient, ne convient pas pour la préparation à grande échelle, la nécessité de demander des cours de préparation simple et efficace.
4, Outlook
Avec le développement de la science et de la technologie moderne, les gens sur la performance de revêtement composite à base de résine époxy plus haut, mais en raison des études techniques en cours pour la préparation du revêtement composite graphène / époxy n'est pas encore arrivé à maturité, mais aussi nécessaire dans les domaines suivants Recherche
(1) ne peut pas être limité à considérer la performance globale du graphène / revêtement époxy, devrait être ciblé pour l'environnement spécifique, modification fonctionnelle spécifique du graphène ou trouver dispersant ciblé haute efficacité utilisé pour améliorer une certaine performance du revêtement.
(2) Le contenu et les espèces des groupes fonctionnels contenant de l'oxygène dans le graphène sont la base pour la sélection des molécules modifiées et des méthodes de modification appropriées.La macro-préparation du graphène fonctionnalisé avec structure contrôlable et les propriétés devraient être au centre des recherches futures.
(3) Avec l'amélioration des exigences environnementales, processus à base d'eau des revêtements anti-corrosion est accélérée. Revêtement époxy à base d'eau graphène a de larges perspectives, la nécessité de résoudre le problème de graphène dispersé dans la peinture de résine époxy aqueuse et d'assurer une bonne conductivité Performance et conductivité thermique.
les tests de performance d'application et (4) un revêtement composite à base de graphène fonctionnalisé à base de résine époxy a besoin de plus, comme les revêtements interdisciplinaire, composites à base de graphène comprend de nombreux domaines, tels que les revêtements ignifuges à base de graphène époxy, anti- La continuité, etc., doit être davantage étudiée et explorée par des chercheurs scientifiques.
(5) Introduction du contrôle quantitatif et de la caractérisation des performances des groupes fonctionnels fonctionnalisés à la surface du graphène, ainsi que la sélection précise des sites fonctionnalisés sur la surface du graphène, et la conception de graphène / résine époxy pour le raffinement des structures chimiques pour accommoder Différentes applications de peintures doivent être étudiées plus avant.