Istraživanje napredovanja grafitnih / epoksidnih smola složenih obloga (1)

Zbog različitih molekularnih struktura, epoksidne smole (EP) mogu pokazivati različita svojstva. I zato što je lako pomiješati s različitim sredstvima za stvrdnjavanje, razrjeđivačima, pomoćnim tvarima i sl. Za pripremu materijala epoksidne smole s odličnim mehaničkim, mehaničkim, toplinskim, adhezijskim, izolacijskim i antikorozivnim svojstvima te se naširoko koristi u anti-koroziji premazi. , Međutim, s kompliciranjem primjene okoliša, jednostavni EP premazi pokazuju neke nedostatke: Prvo, zbog slabe toplinske vodljivosti, što rezultira slabom otpornošću na toplinu, većina EP je pogodna samo za okoliš ispod 100 ° C; Drugo, zbog visoke gustoće križnog veza nakon sušenja, kao rezultat, koeficijent trenja je visok, a otpornost na trošenje i otpornost na udarce su loši. Treće, otpornost je visoka i elektrostatski učinak je lako generiran. Četvrto je da se nakon stvrdnjavanja lako generiraju greške i utječe na otpornost na koroziju. Kako bi se bolje iskoristile prednosti EP, često se dodaju punila za poboljšanje performansi.

Graphene ima veliki potencijal u poboljšanju svojstava materijala na osnovi smole zbog svoje jedinstvene kristalne strukture i izvrsnih fizikalnih svojstava, a njegovi derivati mogu pokrenuti reakciju polimerizacije. Budući da grafen ima veliku specifičnu površinu i visoku površinsku energiju, lako se aglomerira kada se doda kao punilo u epoksidnu smolu, čime se utječe na učinkovitost premaza. Da bi ravnomjerno raspršili grafen u epoksi matricu, znanstvenici su proveli mnogo istraživanja. Od početne jednostavne miješanja, razvijena je tehnologija ultrazvučne disperzije i korištena je silan vezna sredstva za poboljšanje adhezije i kompatibilnosti između grafena i epoksidne smole. Utvrđeno je da dodavanje grafena poboljšava performanse premaza, no kada se doda u određenu količinu, akumulacija grafena će utjecati na daljnje poboljšanje performansi oblaganja. Posljednjih godina neki su znanstvenici pripremili funkcionalizirani grafen modificiranjem funkcionalne skupine na površini grafena. Utvrđeno je da, uz zadržavanje svojstava na bazi grafena, može poboljšati adheziju na epoksi matricu, stvarajući grafen / epoksi. Istraživanje složenih premaza smole napravilo je novi napredak.

1. Istraživanje napretka grafitnih / epoksidnih premaza

Sa točke toplinske izvedbe, grafen je materijal s najvišom toplinskom vodljivošću koja je trenutno poznata (jedan sloj je oko 5000 W / mK), jer punilo može povećati otpornost na toplinu epoksida; od mehaničkih i mehaničkih svojstava, grafen se sastoji od sp2 hibridnih planarnih atoma ugljika. Ima visok modul, visoku čvrstoću i nisku silu sile i nizak koeficijent trenja između grafenskih slojeva. Lako se prenosi na epoksidnu površinu za oblaganje kako bi se formirao prijenosni film. Nakon što se kombinira s epoksidom, može se poboljšati otpornost na habanje i otpornost na udaranje premaza; s gledišta električnih svojstava, teorijski otpor grafitnog monosloja je oko 10-6 Ω · m, a zbog male gustoće mase, epoksi je kada se maloj količini grafena dodaje smoli može imati dobro provodljivost; s gledišta djelovanja protiv korozije, zbog male veličine grafena i dvodimenzionalne strukture lima, nedostaci u epoksidnom premazu mogu se poboljšati tako da se mogu obložiti. U sloju se stvara gusti sloj barijera kako bi se smanjila korozija.

1.1 Toplinska svojstva

Huang Kun i sur. koristi se grafen kao punilo kako bi se dodala epoksi, epoksi-modificirana silikonska i vinilna smola u tri sustava. Ispitivanje otpornosti na temperaturu premaza grafena i otpornost na električnu staru ispitivane su testovima pečenja i električnog starenja. Utjecaj spola. Rezultati pokazuju da, u usporedbi s nijednim grafenom, temperaturna otpornost triju se poboljšava, a nakon 500 sati električne energije, epoksidni post-vulkanizacijski proces, čineći unakrsno povezivanje nakon stvrdnjavanja gustim, grafen se također skuplja. otpornost. Yang et al. (G) / višeslojne ugljikovih nanocjevčica (MWCNTs) / epoksi smole (EP) kompozita i utvrdili da postoji sinergistički učinak između G i MWCNTs. Zbog ovakvog učinka premošćivanja, oni su povezani s EP-ovim. Površina kontakta postaje veća kako bi se izbjeglo aglomeriranje punila. Toplinska vodljivost kompozita izmjerena je na 0,321 W / mK, što je 146,9% više od one čistog EP (0,13 W / mK).

Otpornost na habanje i otpornost na habanje

Wu Fang koristi grafen (G) i grafen oksid (GO) za poboljšanje međufazne strukture između silicijevog karbida i epoksi smole. Eksperimentalno je izmjeren koeficijent trenja G / EP kompozitnog premaza u suhom trenju i trenju morske vode. Čisti EP premaz smanjen je za 14,5% i 33,7%, stopa habanja je pala za 69,1% i 32,1%; Kompozitni premaz GO / EP smanjio je koeficijent trenja za 15,6% i 35,5% u usporedbi s čistim EP premazom, a stopa habanja je pala za 79%. I 67,9%. Ren Xiaomeng i drugi pripremili su G, GO / EP kompozite, te istražili njihovo pojačavanje i pojačanje na EP. Rezultati pokazuju da kada maseni udio G i GO iznosi 2%, otpornost na lom pri kompozitu raste za 102% i 48,5%; kada maseni udio G i GO iznosi 1%, jačina kompozita raste za 18% i 2%.

1.3 Električna svojstva

Wang Guojian i sur. upotrijebili samodopuštene grafene i komercijalne ugljikove nanocjevčice, fullerene i grafite kao nano vodljive materijale za dodavanje EP za pripremu kompozita i proučavanje njihovih električnih svojstava. Istraživanja su pokazala da je G vodljiv punjač koji je superiorni ugljikovih nanocjevčica, fullerena i grafita. Kada je volumni udio G 0.25%, vodljivost kompozitnog materijala prolazi kroz nagli odstupanj, što ukazuje da je G formiran u EP u ovom trenutku. Vodljivi mrežni kanali; kada udio volumena prelazi 0,5%, električna vodljivost teži da se stabilizira na 2,02 x 10-7 S / m. Serena i sur. u usporedbi s električnim svojstvima dviju korištenjem samokomponiranog dijamanta i grafena / epoksi kompozita. Rezultati pokazuju da je prag grafena znatno niži od razine sintetičkog dijamanta. Kada je dodana količina grafena 0.5% (volumni udio), otpornost kompozita smanjuje se od 7.14 × 10 7 Ω · m do 1.02 × 10 3 Ω · m što je zbog grafita. Alken je izvrstan električni vodič.

1.4 Anti-korozija

Zhou Nan i drugi upotrebljavali su galsku kiselinu (GA) i epiklorohidrin (ECP) kao sirovine za sintezu epoksidne smole na bazi gallalne kiseline (GEP) kao grafenskog disperzanta za pripremu GEP-G / EP. Kompozitna prevlaka. Otpornost na koroziju je karakterizirana pomoću apsorpcije vode za premazivanje, Tafel polarizacijske krivulje i neutralnog sprejnog sprejnog testiranja. Istraživanje pokazuje da se u usporedbi s čistim premazom EP, otpornost na polarizaciju i gustoću vlastitog korozijskog sloja premaza povećavaju za jedan red veličine, a brzina apsorpcije vode se smanjuje za 0,22%, a otpornost na raspršivanje soli učinkovito se poboljšava. Wang Yuqiong i drugi su upotrijebili natrijev poliakrilat kao disperzant, raspršeni u centrifugi velike brzine 2 sata, a zatim ultrazvučno raspršeni 30 minuta da bi se dobila vodena disperzija grafena i epoksidna smola G / voda s sadržajem G od 0,5% (masa frakcije). E44 kompozitni premaz. Istraživanja su pokazala da dodatak grafena poboljšava vodootpornu efekciju vodenog epoksida, a Fickov difuzijski koeficijent čistog premaza E44 smanjen je za 2 reda veličine; gustoća tekuće korozije čistog premaza E44 je 0,13μA / cm2, a G / Gustoća vlastite korozijske struje E44 kompozitnog premaza iznosi samo 0,038 μA / cm2.