ग्रैफेन / एपॉक्सी राल समग्र कोटिंग्स की अनुसंधान प्रगति (2)

2. समस्याएं मौजूद हैं

चूंकि ग्रैफेन में एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र (लगभग 2630 मीटर 2 ग्राम का सैद्धांतिक मूल्य) होता है और उच्च सतह ऊर्जा, agglomerates और tangles तब होता है जब graphene की मात्रा बड़ी होती है, जिसके परिणामस्वरूप मैट्रिक्स में खराब फैलाव और स्थिरता होती है। । थर्मल और विद्युत गुणों के लिए, जब छोटी मात्रा में ग्रैफेन जोड़ा जाता है, तो परिसंचरण सीमा तक पहुंचा जा सकता है, और ग्रैफेन सामग्री और बढ़ जाती है, और गर्मी प्रतिरोध और विद्युत चालकता में आगे के सुधार की परिमाण कम हो जाती है। हालांकि, मैकेनिकल और मैकेनिकल गुणों के लिए, एंटी-जंग गुणों के लिए, यद्यपि एक छोटी मात्रा में ग्रैफेन प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं, एक निश्चित मात्रा में इकोक्सी कोटिंग में इसके समूह के कारण, यह क्रैक्स, तनाव एकाग्रता बिंदु और कोटिंग में दोष पैदा करेगा। प्रदर्शन में एक बूंद का कारण बनता है।

वू फैंग ने घर्षण गुणांक के साथ विभिन्न जी / ईपी कोटिंग्स के सूखे घर्षण और समुद्री जल घर्षण में घर्षण गुणांक को मापा और पाया कि जब जी 1% (द्रव्यमान अंश) है, घर्षण गुणांक और कोटिंग की पहनने की दर में वृद्धि होगी। और इंगित किया कि यह जी सामग्री के कारण बहुत अधिक है, यह दरारों के समूह के कारण कोटिंग में होता है, जिसके परिणामस्वरूप कोटिंग घर्षण प्रक्रिया में छीलना आसान होता है, जिसके परिणामस्वरूप पहनने वाले मलबे कोटिंग के घर्षण गुणांक में वृद्धि होती है और पहनने की दर।

झी एट अल। एक जी / ईपी समग्र कोटिंग तैयार करने के लिए अल्ट्रासोनिक फैलाव तकनीक का इस्तेमाल किया, और कोटिंग ठीक होने के बाद तीन-बिंदु झुकने का परीक्षण किया, और फिर एक क्षेत्र उत्सर्जन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एफई-ईएसएम) का उपयोग करके कोटिंग की फ्रैक्चर सतह देखी। यह पाया गया कि जब ग्रैफेन की सामग्री 1% (द्रव्यमान अंश) होती है, तो कोटिंग में फैलाव अपेक्षाकृत समान होता है, और जब सामग्री 1% से कम होती है, तो कोटिंग की क्रूरता में काफी वृद्धि होती है। हालांकि, जब सामग्री 2% तक पहुंच जाती है, तो कोटिंग में संचलन होता है, जिससे दोषों को तनाव एकाग्रता बिंदु बनाने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप कोटिंग की क्रूरता में कमी आती है।

लियू एट अल। एक जी / ईपी समग्र कोटिंग तैयार करने के लिए इपीक्सी राल ई 44 प्रणाली के लिए संक्षारण अवरोधक के रूप में लागू जी, और 48 घंटे के लिए 3.5% NaCl समाधान में रखकर potentiodynamic ध्रुवीकरण वक्र मापा।

नतीजे बताते हैं कि 0.5% (द्रव्यमान अंश) जी / ई 44 और 1% (द्रव्यमान अंश) जी / ई 44 कोटिंग की स्व-संक्षारण क्षमता ई 44 कोटिंग की तुलना में काफी कम है, और संक्षारण वर्तमान घनत्व 0.5% जी / ई 44 (0.0551μA / cm2)) 1% जी / ई 44 (0.934μA / सेमी 2) और ई 44 (0.121μA / सेमी 2) कोटिंग्स से बहुत कम है, यह दर्शाता है कि ग्रैफेन के अतिरिक्त epoxy कोटिंग्स के पानी-प्रतिरोधी प्रदर्शन में सुधार करता है और कम करता है संक्षारक मीडिया के प्रवेश। । हालांकि, अतिरिक्त graphene कोटिंग की सतह पर agglomeration जोड़ना होगा और कोटिंग के पानी प्रतिरोधी गुणों को कम करेगा।

3. कार्यात्मक graphene / epoxy कोटिंग्स की अनुसंधान प्रगति

3.1 कार्यात्मक graphene

आंतरिक graphene की सतह पर बड़े π बंधुआ संरचना की हाइड्रोफोबिसिटी और रासायनिक जड़त्व के कारण, epoxy कोटिंग में ढेर और कुल मिलाकर आसान है, और graphene epoxy मैट्रिक्स में अपने प्रदर्शन को पूरी तरह से लागू करने के लिए मुश्किल है। इस समस्या को हल करने के लिए, घरेलू और विदेशी विद्वान graphene के आधार पर अन्य घटकों और संरचनाओं को जोड़कर एक नए प्रकार के कार्यात्मक graphene बनाते हैं। यह graphene, अपने मूल गुणों को बनाए रखने के दौरान, एक नई संपत्ति भी प्रदान करेगा, और कोटिंग गुणों की आवश्यकता के आधार पर graphene अनुकूलित करने के लिए भी लक्षित किया जा सकता है।

रासायनिक संरचना के अनुसार, graphene के कार्यान्वयन को सहसंयोजक बंधन और गैर सहसंयोजक बंधन में बांटा गया है। सहसंयोजक बंधन graphene की सतह पर π-बंधुआ संरचना को नष्ट कर देता है, जिससे इसकी सतह सक्रिय होती है। हालांकि, इस स्थिर संरचना के विनाश से आंतरिक graphene की तुलना में कार्यात्मक graphene की बिजली और थर्मल चालकता में कमी आएगी। गैर-सहसंयोजक बंधन ग्रैफेन के सुपर-बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र की विशेषता के उपयोग को संदर्भित करता है, जो सतह के सोखने के माध्यम से उत्कृष्ट गुणों वाले अन्य कणों के साथ मिश्रित होता है। यद्यपि यह विधि graphene की मूल संरचना को नष्ट नहीं करती है, और graphene की अंतर्निहित प्रदर्शन विशेषताओं को बरकरार रखती है, फैलाव प्रभाव सहसंयोजक बंधन से थोड़ा कम है। आम तौर पर, एक स्टेबलाइज़र या अल्ट्रासोनिक फैलाव जोड़ने के लिए आवश्यक है।

यद्यपि कार्यात्मक graphene पर अनुसंधान प्रारंभिक चरण में अभी भी है, हालांकि epoxy राल विरोधी जंग कोटिंग्स में अपने आवेदन पर कुछ अध्ययन हैं। हालांकि, कुछ विद्वानों ने कुछ कार्यात्मक समूहों के माध्यम से graphene की सतह में संशोधन किया है और epoxy राल जोड़ा, और साबित किया कि कार्यात्मक graphene शुद्ध graphene से बेहतर है।

3.2 Epoxy कोटिंग्स में कार्यात्मक graphene का आवेदन

Ghaleb et al। अंतर स्कैनिंग कैलोरीमेट्री द्वारा ग्लास संक्रमण तापमान टीजी / ईपी कोटिंग्स और सी-जी / ईपी (क्लोरोफॉर्म-फंक्शनलकृत ग्रेफेन / इपीक्सी राल) कोटिंग्स का विश्लेषण किया। यह पाया गया कि जी / ईपी में केवल ग्रैफेन है। 0.1% की वॉल्यूम सामग्री पर टीजी शुद्ध ईपी की तुलना में अधिक है, जबकि सी-जी / ईपी में सभी नमूने शुद्ध ईपी के टीजी से अधिक हैं। इसका कारण यह है कि शुद्ध ग्रेफेन कोटिंग में एग्ग्लोमेरेट्स बनाते हैं, जब इसे एक निश्चित मात्रा में जोड़ा जाता है, जो कोटिंग प्रदर्शन को प्रभावित करता है, और क्लोरोफॉर्म के साथ कार्यान्वित ग्रैफेन को कोटिंग में अच्छी तरह से फैलाया जा सकता है।

मार्टिन-गैलेगो एट अल द्वारा औ 3 + की रासायनिक कमी। सोना कणों की सतह पर ऑटोोडपोजिशन द्वारा उत्पन्न सोने के नैनोकणों के साथ गैफेनी की सतह को कार्यात्मक रूप से संशोधित किया, और अल्ट्रासोनिक फैलाव द्वारा प्रकाश-ठीक इकोक्सी कोटिंग में एयू / जी फैला दिया। में पाया गया कि एयू-जी / ईपी की विद्युत चालकता जी / ईपी की तुलना में परिमाण के लगभग 4 ऑर्डर समान अतिरिक्त राशि पर है। चेन यू ने कच्चे माल के रूप में रीसाइल फेनोलिक राल और ग्रेफेन ऑक्साइड का उपयोग करके हाइड्रोथर्मल विधि का उपयोग किया, तैयार फेनोलिक राल संशोधित गैफेन एयरगेल (पी-जीए) तैयार किया, और इसे ईपी के साथ एक समग्र सामग्री बनाने के लिए एक प्रवाहकीय भराव के रूप में उपयोग किया। अध्ययन में पाया गया कि: पी-जीए की त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना को और अधिक परिपूर्ण बनाने के लिए रीसोल फेनोलिक राल के अतिरिक्त होने के कारण, पी-जीए की एक छोटी राशि उत्कृष्ट चालकता और विद्युत चुम्बकीय ढाल प्रदर्शन प्राप्त कर सकती है। जब filler सामग्री 0.33% (द्रव्यमान अंश) है, विद्युत चालकता 73 एस / मीटर है, और विद्युत चुम्बकीय संरक्षण प्रदर्शन 35 डीबी तक पहुंचता है।

क्यूई एट अल। सिलेंन-फंक्शनलकृत ग्रेफेन (जी-जीओ) प्राप्त करने के लिए ग्रेफेन ऑक्साइड की सतह पर सिलेंडर बनाया गया और इसे एक इकोक्सी राल समग्र कोटिंग तैयार करने के लिए मिश्रित भराव के रूप में तरल क्रिस्टल इपॉक्सी (एलसीई) के साथ epoxy मैट्रिक्स में जोड़ा गया। । अध्ययन से पता चलता है कि जब मिश्रित भराव 3% [2% (द्रव्यमान अंश) जी-जीओ और 1% एलसीई है, शुद्ध epoxy कोटिंग की तुलना में, समग्र कोटिंग का प्रभाव प्रतिरोध 132.6% बढ़ता है, और तन्य शक्ति और झुकने की ताकत क्रमशः 27.6% और 37.5% की वृद्धि हुई। निष्पादित graphene के प्रदर्शन को और बेहतर किया गया है।

रमेज़ानजादेह एट अल। जेल आधारित सिलाने द्वारा संशोधित ग्रेफेन ऑक्साइड, सिलाने कार्यात्मक ग्रेफेन ऑक्साइड / इकोक्सी राल कोटिंग तैयार किया, और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी, नमक स्प्रे विधि और कैथोडिक डिबॉन्डमेंट परीक्षण द्वारा सिलाने कार्यात्मक graphene ऑक्साइड का अध्ययन किया। पेंट प्रदर्शन पर प्रभाव। नतीजे बताते हैं कि सिलाने-संशोधित ग्रेफेन ऑक्साइड को इकोक्सी मैट्रिक्स में समान रूप से फैलाया गया था, और कोटिंग के संक्षारण प्रतिरोध को प्रभावी ढंग से सुधार दिया गया था और कैथोडिक अवशोषण कम हो गया था।

हालांकि कार्यात्मक graphene epoxy राल कोटिंग्स के अध्ययन ने प्रगति की विभिन्न डिग्री हासिल की है, क्योंकि प्रतिक्रिया की स्थिति को नियंत्रित करने में आसान नहीं है, समग्र कोटिंग्स का फॉर्मूलेशन डिज़ाइन असुविधाजनक है, और यह बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं है। सरल और कुशल तैयारी मार्गों को और आगे लेना अभी भी जरूरी है।

4. आउटलुक

आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, लोग तेजी से epoxy- आधारित समग्र कोटिंग्स के प्रदर्शन की मांग कर रहे हैं। हालांकि, इस तथ्य के कारण कि graphene / epoxy राल समग्र कोटिंग्स की तैयारी के लिए तकनीक अभी तक परिपक्व नहीं है, इसे निम्नलिखित क्षेत्रों में विकसित करने की जरूरत है। द स्टडी।

(1) यह graphene / epoxy कोटिंग्स के समग्र प्रदर्शन पर विचार करने के लिए सीमित नहीं है। ग्रैफेन के लक्षित कार्यात्मक संशोधनों को विशिष्ट वातावरण के लिए लक्षित किया जाना चाहिए या लक्षित उच्च दक्षता फैलाव को कोटिंग की एक विशेष संपत्ति को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाना चाहिए।

(2) graphene में ऑक्सीजन युक्त कार्यात्मक समूहों की सामग्री और प्रजाति उपयुक्त संशोधित अणुओं और संशोधन विधियों का चयन करने के लिए आधार हैं। नियंत्रणीय संरचना और गुणों के साथ कार्यात्मक graphene की मैक्रो-तैयारी भविष्य के शोध का ध्यान होना चाहिए।

(3) पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं के सुधार के साथ, पानी आधारित एंटी-जंग कोटिंग्स की प्रक्रिया तेज हो रही है। पानी आधारित graphene epoxy कोटिंग्स व्यापक संभावनाएं हैं। हल करने की समस्या जलीय epoxy रेजिन में graphene फैलाव और कोटिंग्स की अच्छी प्रवाहकीय और थर्मल चालकता की गारंटी है।

(4) कार्यात्मक परीक्षण और कार्यात्मक graphene और epoxy राल समग्र कोटिंग्स के आवेदन आगे अध्ययन करने की जरूरत है। एक पार अनुशासनिक के रूप में, ग्रैफेन-आधारित समग्र कोटिंग्स कई क्षेत्रों में शामिल हैं, जैसे लौ retardancy और graphene आधारित epoxy कोटिंग्स के प्रतिरोध। निरंतरता, आदि, वैज्ञानिकों द्वारा आगे अध्ययन और खोज की आवश्यकता है।

(5) graphene की सतह पर कार्यात्मक कार्यात्मक समूहों के मात्रात्मक नियंत्रण और प्रदर्शन विशेषता का परिचय, साथ ही graphene सतह पर कार्यात्मक साइटों के सटीक चयन, और रासायनिक संरचनाओं के परिष्करण के लिए graphene / epoxy राल के डिजाइन के विभिन्न अनुप्रयोगों को समायोजित करने के लिए पेंट्स को और अध्ययन की जरूरत है।