Istraživanje napredovanja grafitnih / epoksidnih smola složenih obloga (2)

2.Problemi koji postoje

Budući da grafen ima veliku specifičnu površinu (teorijska vrijednost od oko 2630 m2 / g) i visoku površinsku energiju, aglomerati i čvorovi nastaju kada je količina grafena velika, što rezultira slabom disperzijom i stabilnosti u matrici. , Za toplinska i električna svojstva, kada se doda manja količina grafena, može se postići prag prociranja, a sadržaj grafena se dodatno povećava, a veličina daljnjeg poboljšanja otpornosti na toplinu i električne vodljivosti postaje manja. Međutim, za mehanička i mehanička svojstva, antikorozivna svojstva, premda malu količinu grafena može poboljšati performanse, zbog svoje aglomeracije u epoksidnoj ovojnici u određenoj količini, uzrokovat će pukotine, koncentracijske točke i nedostatke u oblozi. Uzrokuje pad performansi.

Wu Fang je izmjerio koeficijent trenja na suhom trenju i trenju morske vode raznih G / EP premaza s mjernim koeficijentom trenja i ustanovio da će se koeficijent trenja i brzina trošenja prevlake povećati ako je G 1% (masena frakcija). I ukazao da je to zbog sadržaja G previsok, to će se dogoditi u premazu uzrokovan aglomeracijom pukotina, što rezultira premazom je lako ukloniti u procesu trenja, rezultirajući trošni habanje povećava koeficijent trenja premaza i brzine trošenja.

Zhi et al. upotrijebili ultrazvučnu disperzijsku tehnologiju za pripremu kompozitnog premaza G / EP, i provodili su ispitivanje savijanja u tri točke nakon što se premaz ukloni, a zatim je opažao površinu premaza premaza pomoću elektronskog mikroskopa skeniranja polja (FE-ESM). Utvrđeno je da kada je sadržaj grafena 1% (masena frakcija), disperzija u ovojnici je relativno jednolika, a kada je sadržaj manji od 1%, otpornost oblaganja se značajno povećava. Međutim, kada sadržaj dosegne 2%, aglomeracija će se pojaviti u ovojnici, što će uzrokovati nedostatke u stvaranju točaka koncentracije naprezanja, što će rezultirati smanjenjem otpornosti prevlake.

Liu i sur. primijenjen je G kao inhibitor korozije u sustav E44 epoksidne smole za pripremu kompozitnog premaza G / EP i izmjerio je potencijalno dinamičku polarizacijsku krivulju nakon stavljanja u 3,5% otopinu NaCl tijekom 48 sati.

Rezultati pokazuju da je potencijal self-korozije od 0,5% (maseni udio) G / E44 i 1% (maseni udio) G / E44 prevlaka je znatno niži nego kod premaza E44, a gustoća korozijske struje od 0,5% G / E44 (0,0551 μA / cm2) je znatno niža od 1% G / E44 premaza (0,934 μA / cm2) i E44 (0,121 μA / cm2), što ukazuje da dodavanje grafena poboljšava otpornost na vodu epoksidnih premaza i smanjuje prodiranje korozivnih medija. , Međutim, dodavanje suviška grafena će aglomerirati na površinu premaza i smanjiti vodoodbojna svojstva prevlake.

3. Istraživanje napredovanja funkcionaliziranih grafena / epoksi premaza

3.1 Funkcionalizirani grafen

Zbog hidrofobnosti i kemijske inertnosti velike π-vezane strukture na površini intrinzičnog grafena, lako se može slagati i agregirati u epoksidnom premazu, a grafena je teško u potpunosti izvršiti svoj učinak u epoksi matrici. Da bi se riješio ovaj problem, domaći i strani znanstvenici formiraju novu vrstu funkcionaliziranog grafena dodavanjem drugih komponenata i struktura na osnovi grafena. Ovaj grafen, uz održavanje osnovnih svojstava, također će prenijeti novo svojstvo, a također može biti usmjeren na optimizaciju grafena na temelju potrebe za svojstvima premazivanja.

Prema kemijskoj strukturi, funkcionalizacija grafena podijeljena je na kovalentno vezanje i ne-kovalentno vezanje. Kovalentno vezanje uništava π-vezanu strukturu na površini grafena, čineći njegovu površinu aktivnu. Međutim, uništavanje ove stabilne strukture dovest će do smanjenja električne i toplinske vodljivosti funkcionaliziranog grafena od intrinzičnog grafena. Ne-kovalentno vezivanje odnosi se na upotrebu karakteristika super-velike specifične površine grafena, koja je srodna s drugim česticama s izvrsnim svojstvima površinskom adsorpcijom. Iako ova metoda ne uništava osnovnu strukturu grafena i zadržava inherentne karakteristike učinka grafena, učinak disperzije je nešto slabiji od kovalentnog vezanja. Općenito, potrebno je dodati stabilizator ili ultrazvučnu disperziju.

Iako je istraživanje funkcionaliziranog grafena još uvijek u preliminarnoj fazi, postoji nekoliko studija o njegovoj primjeni u antikorozivnim premazima epoksidne smole. Međutim, neki su znanstvenici promijenili površinu grafena kroz određene funkcionalne skupine i dodanu epoksidnu smolu i dokazali da je funkcionalizirani grafen nadmoćniji od čistog grafena.

3.2 Primjena funkcionalnog grafena u epoksidnim premazima

Ghaleb et al. analizirali su temperaturu staklastog prijelaza Tg G / EP premaza i premaze premaza CH-G / EP (kloroform-funkcionaliziranog grafena / epoksi smola) diferencijalnom skenirajućom kalorimetrijom. Utvrđeno je da G / EP ima samo grafen. Tg volumnog sadržaja od 0,1% veći je od čistog EP, dok su svi uzorci u ch-G / EP viši od Tg čistog EP. To je zato što čisti grafen tvori aglomerate u ovojnici kada se doda u određenu količinu koja utječe na performanse oblaganja, a grafen funkcionaliziran kloroformom može se dobro dispergirati u ovojnici.

Kemijska redukcija Au3 + od Martin-GALLEGO i sur. funkcionalno je modificirala površinu grafena sa zlatnim nanočesticama koje su nastale automatskom poscncijom na površini čestica zlata i dispergirale Au / G u epoksidnom premazu svjetlosti ultrazvučnom disperzijom. Ustanovljeno je da je električna vodljivost Au-G / EP oko 4 reda veličine veća od one G / EP pri istoj količini dodavanja. Chen Yu je upotrijebio hidrotermalnu metodu, upotrebom resolne fenolne smole i grafenskog oksida kao sirovina, pripremljenog fenolna smole modificiranog grafena zračenja (p-GA), te je upotrijebio kao vodljivi punilo kako bi se formirao kompozitni materijal s EP. Istraživanje je pokazalo da: zbog dodavanja rezolne fenolne smole kako bi trodimenzionalna struktura mreže p-GA bila savršenija, mala količina p-GA može dobiti izvrsnu vodljivost i elektromagnetsku zaštitu. Kada je sadržaj punila 0.33% (masena frakcija), električna vodljivost je 73 S / m, a elektromagnetska zaštita postiže 35 dB.

Qi et al. (g-GO) i dodaje se u epoksidni matriks s tekućim kristalnim epoksidom (LCE) kao miješanim punilom kako bi se pripravio kompozitni sloj epoksidne smole. , Studija pokazuje da kada je mješoviti punilo 3% [2% (masena frakcija) g-GO i 1% LCE], u usporedbi s čistim epoksidnim premazom, otpornost na udar kompozitnog premaza raste za 132,6%, a vlačna čvrstoća Snaga savijanja povećana je za 27,6%, odnosno za 37,5%. Performanse unfunctionalized grafena je dodatno poboljšana.

Ramezanzadeh et al. modificiranog grafenskog oksida gel-baziranim silanom, pripravljenim silaniziranim grafenskim oksidom / epoksi smolom, te proučavanjem silaniziranog grafenskog oksida elektrokemijskom impedanskom spektroskopijom, metodom slane raspršivača i katodnim testom odstranjivanja. Utjecaj na izvedbu boja. Rezultati su pokazali da je silan-modificirani grafen oksid uniformno dispergiran u epoksi matrici, a otpornost na koroziju ovojnice je učinkovito poboljšana i katodna odstranjivanje je smanjeno.

Iako je studija funkcionaliziranih premaza grafenske epoksidne smole postigla različite stupnjeve napredovanja, jer uvjeti reakcije nisu lako kontrolirati, formulacija formulacije kompozitnih premaza je neprikladna i nije prikladna za proizvodnju velikih razmjera. Još je potrebno dalje tražiti jednostavne i učinkovite putove pripreme.

4. Outlook

Razvojem suvremene znanosti i tehnologije ljudi sve više traže performanse epoksidnih kompozitnih premaza. Međutim, zbog činjenice da tehnologija za pripremu premaza za grafene / epoksidne smole još nije zrela, ona mora biti razvijena u sljedećim područjima. studija.

(1) Nije ograničeno na razmatranje ukupne učinkovitosti grafena / epoksi premaza. Ciljane funkcionalne modifikacije grafena trebale bi biti usmjerene na specifična okruženja ili se ciljane visoko disperzijsko sredstvo treba koristiti kako bi se poboljšala određena svojstva prevlake.

(2) Sadržaj i vrste funkcionalnih skupina koje sadrže kisik u grafenu predstavljaju osnovu za odabir pogodnih modificiranih molekula i modifikacijskih metoda. Makro preparacija funkcionaliziranog grafena s kontroliranom strukturom i svojstvima treba biti u središtu budućih istraživanja.

(3) Poboljšanjem zahtjeva zaštite okoliša ubrzava se proces premazivanja na bazi vode na bazi korozije. Vateroskopski premazi grafena epoksida imaju široke izglede. Problem koji treba riješiti jest disperzija grafena u vodenim epoksi smolama i jamstvo dobre vodljivosti i toplinske vodljivosti premaza.

(4) Potrebno je dalje proučiti ispitivanje performansi i primjena funkcionaliziranih prevlaka za grafene i epoksidne smole. Kao cross-disciplinarni, kompoziti premazi na bazi grafena su uključeni u mnoga područja, kao što su retardancija plamena i otpornost na epoksidne premaze na bazi grafena. Kontinuitet, itd., Znanstvenici trebaju dodatno proučavati i istraživati.

(5) Uvođenje kvantitativne kontrole i karakterizacije performansi funkcionalnih funkcionalnih skupina na površini grafena, kao i precizno odabiranje funkcionaliziranih mjesta na površini grafena i oblikovanje grafena / epoksidne smole za doradu kemijskih struktura za smještaj Različite primjene boje trebaju daljnje proučavanje.