Las resinas epoxi que tienen estructuras moleculares diferentes por, pueden exhibir diferentes propiedades. Dado que la mezcla fácilmente y con diferentes agentes de curado, diluyentes, adyuvantes y similares, preparados tienen una excelente mecánica, mecánica, térmica, adhesividad, material de aislamiento de resina epoxi y resistencia a la corrosión, y son ampliamente utilizados como recubrimiento anti-corrosión, sino entornos complicados, simplemente recubrimientos EP exhiben algunas deficiencias: en primer lugar, la baja conductividad térmica conduce a una pobre resistencia al calor, la mayoría sólo EP la siguiente se aplica a 100 °] ambiente C;. la segunda es que una gran densidad de reticulación después del curado, de manera que el alto coeficiente de fricción, resistencia al desgaste y la mala resistencia al impacto; tres es fácil de producir alta resistividad efecto electrostático; Cuarta propensos a los defectos después del curado, efecto de las propiedades anti-corrosión. EP mejor uso de las ventajas, a menudo se añaden materiales de relleno para mejorar el rendimiento.
El grafeno debido a sus propiedades y sus derivados físicas de la estructura cristalina única y excelentes puede iniciar una reacción de polimerización, etc., la introducción del segmento blando, tiene un gran potencial en la mejora de las propiedades del material de la resina de matriz. Debido a la gran área superficial de la superficie de grafeno puede ser alto, cuando se añade a una resina epoxi como material de relleno agregados fácilmente, lo que afecta las propiedades de revestimiento. grafeno se dispersa uniformemente en la matriz epoxi, los estudiosos han llevado a cabo una extensa investigación. desde la simple mezcla inicial, al desarrollo de un técnicas de dispersión de ultrasonidos ., mejorando así la propiedad de unión y la compatibilidad con una resina epoxi entre el agente de acoplamiento de silano grafeno encontró: ayuda añadido grafeno para mejorar las propiedades de recubrimiento, pero cuando se añade a una cierta cantidad, debido a la acumulación de grafeno efecto adicional de mejorar las propiedades de revestimiento en los últimos años, algunos estudiosos por modificación del grupo funcional de la superficie de grafeno, la preparación de un grafeno funcionalizado, encontraron que, conservando las propiedades básicas de grafeno se puede mejorar la adhesión a la matriz epoxi por lo que la investigación de grafeno ha hecho nuevos revestimientos compuestos progreso / epoxi.
1, de grafeno Progreso recubrimientos / epoxi
Desde el rendimiento térmico, el grafeno es un material tiene en la actualidad, se puede añadir como un relleno para mejorar la resistencia al calor de epoxi la conductividad térmica más alto conocido (aproximadamente monocapa 5000W / mK); desde el punto de vista de las propiedades mecánicas y las propiedades mecánicas, grafeno consiste en un átomo de carbono hibridado sp2 planar, que tiene un alto módulo, alta resistencia, y entre la capa de grafeno tiene un menor coeficiente de fricción y de bajo cizallamiento, se transfiere fácilmente para formar una superficie de revestimiento dual epoxi película lubricante, después de que el compuesto epoxi se puede utilizar con una mejor resistencia al impacto y resistencia a la abrasión del recubrimiento; propiedades eléctricas desde el punto de vista, la monocapa teórica de resistividad grafeno de aproximadamente 10-6Ω · m, y debido a su baja densidad aparente, epoxi puede tener una buena conductividad cuando la adición de pequeñas cantidades de resina grafeno; desde el punto de vista de resistencia a la corrosión, debido al pequeño efecto de tamaño y la estructura de hoja de grafeno bidimensional, los defectos se pueden mejorar revestimientos epoxi, puede ser revestido Se forma una barrera densa en la capa para reducir la corrosión.
1.1 Propiedades térmicas
Kun et grafeno relleno añadido a la resina epoxi, silicona modificada con epoxi, un sistema de resina de vinilo 3, cociendo una prueba de envejecimiento eléctrico y las pruebas experimentales de la temperatura de recubrimiento grafeno resistencia y eléctrica envejecimiento . Efectos resultados mostraron que: en comparación con y sin el grafeno, tres resistencia a la temperatura se mejoran, y 500h después de energía, similar al proceso de curado de epoxi se produce, de manera que después de la curación de la más densa de reticulación, grafito contracción alquenilo también es más compacto, mejor resistencia al calor. Yang estudiar las hojas como de grafeno (G) / nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) de resina / epoxi (EP) composites, encontraron un efecto sinérgico entre G y MWCNTs Desde un efecto tan de puente, de modo que se aumenta el área de contacto con el PE, para evitar la aglomeración de la carga. medido la conductividad térmica del material compuesto era 0.321W / mK, el aumento de 146,9% EP puro (0,13 W / mK).
1.2 Resistencia y dureza al desgaste
coeficiente lado Wu grafeno (G) y óxido de grafeno (GO) para mejorar la estructura de la interfaz entre el epoxi y carburo de silicio, medida experimentalmente de revestimiento de material compuesto fricción G / EP en agua de mar y la fricción en seco que la fricción recubrimiento puro EP reduce en 14,5% y 33,7%, la tasa de desgaste se redujo el 69,1% y el 32,1%; coeficiente de revestimiento de material compuesto / EP GO fricción disminuyó 15,6% y revestimientos puro EP 35,5%, desgaste tasa disminuyó 79% . 67,9% y similares Renxiao Meng G preparó, GO / composites EP, tanto la inspección endureció EP refuerzo estudios del efecto muestran que: cuando G y GO fracción de masa de 2% de aumento en la resistencia a la fractura del material compuesto, respectivamente 102% y 48,5%; G y GO cuando la proporción en masa de 1%, la resistencia del material compuesto se incrementa en 18% y 2%, respectivamente.
1.3 Propiedades eléctricas
Unido construcción de grafeno similares hechos con nanotubos de carbono de calidad comercial, fullereno y el material compuesto de grafito preparado por adición de, respectivamente, como se describe en material de nano conductora EP, estudios de investigación han demostrado que sus propiedades eléctricas :. G es un nanotubos de carbono superiores, fullerenos y grafito relleno conductor, cuando G es la fracción de volumen de 0,25%, la conductividad del material compuesto se produce mutaciones de infiltración caso descrito G tiene una red conductora formada en el canal EP; cuando la fracción de volumen es superior a 0,5%, conductividad estable llega a 2,02 × 10-7s / m Serena hecha de diamante y los materiales compuestos de grafeno / epoxi como, propiedades eléctricas de los dos resultados de la comparación mostraron que: un valor de umbral es mucho menor que el diamante sintético grafeno cuando la cantidad de adición del 0,5% (fracción de volumen) grafeno, la resistividad del material compuesto disminuye de 7,14 × 107Ω · m a 1,02 × 103Ω · m, que es debido grafeno es un buen conductor eléctrico.
1.4 Anticorrosión
Nan circunferencial ácido biológicamente il gálico (GA) y epiclorhidrina (ECP) sintetizado resina epoxi a base de ácido gálico (de GEP), y el grafeno como un dispersante, la GEP-G / EP Preparación el revestimiento de material compuesto se forma por recubrimiento usando la absorción de agua, y curvas de polarización Tafel neutro de niebla salina pruebas de resistencia a la corrosión se caracterizaron estudio mostró que: recubrimiento puro EP comparación que la polarización resistencia y los de corrosión aumenta la densidad de corriente después de un número de etapas, y la absorción de agua se redujo en 0,22%, resistencia a la pulverización de sal se ha mejorado con eficacia. Wang Yuqiong similares a poliacrilato de sodio como un dispersante, por dispersión de una 2h centrífuga de alta velocidad, y luego ultrasónica 30min dispersión, para obtener grafeno la dispersión acuosa, y el contenido G de 0,5% (fracción de masa) de los revestimientos compuestos epoxi a base de agua G / E44 estudio preparado muestra que: la adición de grafeno mejorado epoxi a base de agua efecto de confinamiento, y el revestimiento relativamente puro E44 Fick capa coeficiente de difusión se reduce en dos órdenes de magnitud; E44 corrosión recubrimiento puro densidad de corriente de 0.13μA / cm2, y la densidad de corriente de corrosión G / E44 revestimiento compuesto solamente 0.038μA / cm2.
2, problemas existentes
gran zona de grafeno superficie específica (valor teórico de aproximadamente 2630m2 / g), alta energía superficial, aglomeración y enredos se producen cuando se añade la resina epoxi en una gran cantidad, lo que conduce a la dispersión en la matriz, y una pobre estabilidad para propiedades térmicas y eléctricas, cuando una pequeña cantidad de la grafeno, puede alcanzar el umbral de percolación, seguir aumentando el contenido de grafeno, resistencia al calor y conductividad eléctrica para mejorar aún más la gama se hace más pequeño, pero las propiedades mecánicas y mecánicos, corrosión rendimiento, aunque una pequeña cantidad de la grafeno puede mejorar el rendimiento, ya que una cierta cantidad de tiempo que pueden ser aglomerados en revestimientos epoxi, podría causar grietas, puntos de concentración de esfuerzos y defectos en el recubrimiento, resultando en una disminución de rendimiento.
lado Wu por un instrumento coeficiente de fricción de medición de medir el coeficiente de fricción en seco del contenido de fricción y agua en diferentes fricción G / EP en el revestimiento, encontró que cuando G es 1% (fracción de masa), el coeficiente de fricción y el desgaste tasa del recubrimiento aumentará. observando que esto es debido al contenido de G es demasiado alta, la aglomeración puede ocurrir como resultado grietas en el revestimiento, dando como resultado recubrimientos de pelado fácil durante fricción, desgaste escombros generados por el desgaste y aumenta el coeficiente de fricción del recubrimiento.
Zhi como los revestimientos G / EP compuestos preparados por técnicas de dispersión por ultrasonidos, y la prueba de flexión en tres puntos después del curado del recubrimiento, a continuación, utilizando un microscopio electrónico de barrido de emisión de campo se observó (FE-ESM) superficie de fractura del revestimiento. Cuando se encuentra grafeno cuando el contenido es del 1% (fracción de masa) disperso en un revestimiento más uniforme, y aumentar significativamente la dureza del recubrimiento cuando el contenido es menos de 1%, pero cuando el contenido de 2% en el revestimiento habrá aglomerado, formando así un defectos de estrés Puntos de concentración, lo que resulta en una menor dureza de la pintura.
Liu y otros agregaron G como un inhibidor de corrosión al sistema E44 de resina epoxi para preparar un recubrimiento compuesto G / EP, y midieron la curva de polarización potenciodinámica después de colocarla en una solución de NaCl al 3.5% durante 48 horas.
Los estudios han demostrado que: 0,5% (fracción de masa) G / E44 y 1% (fracción de masa) G potencial / corrosión del revestimiento es significativamente menor que recubrimiento E44 E44, y la densidad de corriente de corrosión (0.0551μA / cm2 0,5% G / E44 de ) es mucho menor que 1% G / E44 (0.934μA / cm2) y revestimiento E44 (0.121μA / cm2), de manera que las instrucciones añaden grafeno impermeable rendimiento del revestimiento epoxi se ha mejorado, para reducir la permeación de medios corrosivos Sin embargo, la adición de cantidades excesivas de grafeno se aglomerará en la superficie del recubrimiento y reducirá las propiedades repelentes al agua del revestimiento.
3, progreso de la investigación de revestimientos funcionalizados de grafeno / epoxi
3.1 grafeno funcionalizado
Debido a la gran superficie de la estructura intrínseca alquenilo enlace π de grafito y hidrófobo químicamente inerte, fáciles de apilar acumulado en revestimientos epoxi, dando lugar a difíciles de maximizar el rendimiento de la grafeno en una matriz epoxi. Para resolver este problema, por los estudiosos se añadió sobre la base de la estructura de grafeno y otros ingredientes para formar una novela grafeno funcionalizado tal grafeno sustancialmente manteniendo las propiedades originales, sino también impartir una nueva característica, y también puede estar basada en revestimiento La demanda de rendimiento está dirigida a la optimización del grafeno.
De acuerdo con la estructura química, el grafeno funcionalizado en la unión covalente y no covalente de unión. Unido covalentemente mediante la interrupción de la superficie del enlace π estructura de grafeno, a fin de activar la superficie, pero el daño que una estructura estable, funcionalizado causa disminución grafeno en la conductividad, la conductividad térmica de las propiedades intrínsecas de grafeno. asociación no covalente se refiere a la utilización de grafeno que tiene una gran superficie específica de esta característica, por un método de adsorción superficial, el otro tiene excelente propiedades de las partículas de material compuesto juntos. Aunque este método no produce la estructura básica de grafeno dañado, manteniendo las características de funcionamiento inherentes de grafeno, pero dispersión ligeramente inferior covalentemente unido, generalmente requiere la adición de un estabilizador o de dispersión ultrasónica.
Aunque la investigación grafeno funcionalizado se encuentra todavía en una etapa preliminar, el revestimiento anticorrosivo epoxi investigación aplicada es también menor, pero algunos investigadores han sido modificados por la superficie de grafeno de ciertos grupos funcionales, sistemas epoxídicos añadidos Y demostró que el grafeno funcionalizado es mejor que el simple efecto de adición de grafeno.
3.2 Aplicación de grafeno funcionalizado en recubrimientos epoxídicos
Ghaleb otro análisis de la transición vítrea revestimientos G / EP y CH-G / EP (cloroformo funcionalizado grafeno / epoxi) temperatura de recubrimiento Tg por calorimetría diferencial de barrido y se encontró que G / EP solamente grafeno contenido de 0,1% en volumen mayor que la Tg de EP puro, mientras que todas las muestras ch-G / EP es más alta que la Tg del EP puro. esto es debido a grafeno puro formado en el revestimiento, cuando se añade a una cantidad determinada La aglomeración afecta el rendimiento del recubrimiento y el grafeno funcionalizado con cloroformo puede dispersarse bien en el recubrimiento.
Martin-Gallego similares reducción + química Au3, ya que las partículas de oro se depositan en la superficie de partículas de oro que ocurren produce en la función de modificación de la superficie de grafeno realizado, y la dispersa Au / G dispersa en un revestimiento epoxi fotocurable por sonicación . estudiado encontrado: en se añadió la misma cantidad, Au-G de conductividad / EP de G / EP aproximadamente 4 órdenes de magnitud mayor que el método hidrotérmico Chen Yu a resol óxido de grafeno como materia prima. , se preparó una fenólico grafeno aerogel modificado con resina (p-GA), y como una carga conductora para formar un compuesto y EP encontrado: resol debido a la adición de una estructura de red tales tridimensional más completa p-GA Fuerte, la adición de una pequeña cantidad de p-GA puede obtener una excelente conductividad y rendimiento de protección electromagnética Cuando el contenido de relleno de 0,33% (fracción de masa), la conductividad de 73S / m, el rendimiento de blindaje electromagnético de 35 dB.
Qi et alquenilo silano superficie del grafeno funcionalizado óxido de grafito silano obtenido (g-GO) injertado, y se añadió el epoxi de cristal líquido (LCE) a una matriz de epoxi mezclada como un material de carga, los revestimientos compuestos de resina epoxi preparados La investigación muestra que cuando el relleno mixto es del 3%, el '2% (fracción másica) g-GO y 1% LCE', en comparación con el recubrimiento epoxi puro, la resistencia al impacto del recubrimiento compuesto aumenta un 132,6%. La resistencia y la resistencia a la flexión aumentaron en un 27,6% y un 37,5%, respectivamente. En comparación con el grafeno no funcionalizado, el rendimiento se ha mejorado aún más.
Ramezanzadeh el silano gel como modificado con óxido de grafeno, recubrimiento / epoxi silano el óxido de grafeno funcionalizado se preparó mediante espectroscopia de impedancia electroquímica, recubrimiento por pulverización de sal y estudios de prueba de desprendimiento catódico silano funcionalizado óxido de grafeno Efecto estudios de rendimiento de recubrimiento muestran: observada por un microscopio electrónico de barrido, el óxido de grafeno modificada con silano dispersa en una matriz uniforme epoxi, y la resistencia a la corrosión del revestimiento se mejora de manera efectiva, la reducción de peeling catódica.
Investigación funcionalizado pinturas grafeno epoxi pesar del progreso en diversos grados, pero las condiciones de reacción son difíciles de controlar, la formulación de revestimiento de material compuesto está diseñado molestias, no es adecuado para preparación a gran escala, la necesidad de buscar curso de preparación más simple y eficaz.
4, Outlook
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología moderna, la gente en el rendimiento del revestimiento compuesto a base de resina epoxi vez más altas, pero debido a los estudios técnicos actuales para la preparación de revestimiento compuesto de grafeno / epoxi aún no está madura, pero también se necesita en las siguientes áreas Investigación.
(1) no puede limitarse a considerar el rendimiento general del revestimiento de grafeno / epoxi, debe estar dirigido al entorno específico, la modificación funcional específica del grafeno o buscar un dispersante de alta eficacia específico utilizado para mejorar un determinado rendimiento del recubrimiento.
(2) El contenido y las especies de grupos funcionales que contienen oxígeno en el grafeno son la base para la selección de moléculas modificadas adecuadas y métodos de modificación. La preparación de grafeno funcionalizado con macroestructura y propiedades controlables debería ser el foco de futuras investigaciones.
(3) Con la mejora de los requisitos medioambientales, recubrimientos anticorrosivos proceso a base de agua se acelera. Grafeno revestimiento epoxi a base de agua tiene amplias perspectivas, la necesidad de abordar el problema de grafeno dispersado en pintura de resina epoxi acuosa y asegurar una buena conductividad Rendimiento y conductividad térmica.
pruebas de rendimiento de aplicaciones y (4) un epoxi de revestimiento compuesto de grafeno resina funcionalizada necesita más, ya que los revestimientos compuestos interdisciplinarios, basados en el grafeno implica muchos campos, tales como revestimientos epoxi retardante de llama basados en el grafeno, anti- Continuidad, etc., para ser investigados y explorados por los científicos.
El número de control y caracterización del grupo funcional funcionalizado (5) se introduce en la superficie de grafeno, y la posición exacta de la superficie de grafeno punto funcionalizado seleccionado, y grafeno / epoxi diseño fino en estructura química a acomodar se necesita más investigación para pintar diferentes aplicaciones.