ग्रैफेन / एपॉक्सी राल समग्र कोटिंग्स की अनुसंधान प्रगति (1)

उनके विभिन्न आणविक संरचनाओं के कारण, इकोक्सी रेजिन (ईपी) विभिन्न गुण प्रदर्शित कर सकते हैं। और क्योंकि उत्कृष्ट यांत्रिक, यांत्रिक, थर्मल, आसंजन, इन्सुलेशन और एंटी-जंग गुणों के साथ इकोक्सी राल सामग्री तैयार करने के लिए विभिन्न इलाज एजेंटों, पतला, सहायक आदि के साथ मिश्रित होना आसान है, और व्यापक रूप से विरोधी जंग में उपयोग किया जाता है कोटिंग्स। । हालांकि, आवेदन पर्यावरण की जटिलता के साथ, सरल ईपी कोटिंग्स कुछ कमियों को दिखाते हैं: सबसे पहले, खराब थर्मल चालकता के कारण, जिसके परिणामस्वरूप खराब गर्मी प्रतिरोध होता है, अधिकांश ईपी केवल 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे के पर्यावरण के लिए उपयुक्त है; दूसरा, इलाज के बाद उच्च क्रॉस-लिंक घनत्व के कारण, परिणामस्वरूप, घर्षण गुणांक उच्च है, और पहनने के प्रतिरोध और प्रभाव प्रतिरोध खराब हैं। तीसरा, प्रतिरोधकता उच्च है और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रभाव आसानी से उत्पन्न होता है। चौथा यह है कि इलाज के बाद, दोष आसानी से उत्पन्न होते हैं और संक्षारण प्रतिरोध प्रभावित होता है। ईपी के फायदे का बेहतर उपयोग करने के लिए, प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए फिलर्स को अक्सर जोड़ा जाता है।

ग्रैफेन की अनूठी क्रिस्टल संरचना और उत्कृष्ट भौतिक गुणों के कारण राल आधारित सामग्री के गुणों में सुधार करने की बड़ी क्षमता है और इसके डेरिवेटिव बहुलक प्रतिक्रिया शुरू कर सकते हैं। चूंकि ग्रैफेन में एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र और उच्च सतह ऊर्जा होती है, इसलिए इसे आसानी से agglomerated किया जाता है जब एक epoxy राल के लिए एक filler के रूप में जोड़ा जाता है, जिससे कोटिंग के प्रदर्शन को प्रभावित करता है। एपॉक्सी मैट्रिक्स में समान रूप से ग्रैफेन फैलाने के लिए, विद्वानों ने बहुत सारे शोध किए हैं। प्रारंभिक सरल मिश्रण से, अल्ट्रासोनिक फैलाव प्रौद्योगिकी विकसित की गई थी, और एक सिलेन युग्मन एजेंट का उपयोग गैफेन और इकोक्सी राल के बीच आसंजन और संगतता में सुधार के लिए किया गया था। यह पाया गया कि graphene के अलावा कोटिंग के प्रदर्शन में सुधार होता है, लेकिन जब एक निश्चित राशि में जोड़ा जाता है, तो graphene का संचय कोटिंग प्रदर्शन के आगे के सुधार को प्रभावित करेगा। हाल के वर्षों में, कुछ विद्वानों ने graphene की सतह पर कार्यात्मक समूह संशोधन द्वारा कार्यात्मक graphene तैयार किया है। यह पाया गया कि graphene आधारित गुणों को बनाए रखते हुए, यह epoxy मैट्रिक्स के आसंजन में सुधार कर सकते हैं, graphene / epoxy बनाते हैं। राल समग्र कोटिंग्स पर शोध ने नई प्रगति की है।

1. ग्रैफेन / एपॉक्सी राल कोटिंग्स की अनुसंधान प्रगति

थर्मल प्रदर्शन बिंदु से, गैफेन वर्तमान में ज्ञात उच्च तापीय चालकता वाली सामग्री है (एक परत लगभग 5000W / एमके है), क्योंकि एक भराव epoxy के गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि कर सकते हैं; यांत्रिक और यांत्रिक गुणों से, ग्रैफेन एसपी 2 हाइब्रिड प्लानर कार्बन परमाणुओं से बना है। इसमें ग्रुपनी परतों के बीच उच्च मॉड्यूलस, उच्च शक्ति, और कम कतरनी बल और कम घर्षण गुणांक है। एक स्थानांतरण फिल्म बनाने के लिए epoxy कोटिंग सतह में स्थानांतरित करना आसान है। Epoxy के साथ संयुक्त होने के बाद, पहनने के प्रतिरोध और कोटिंग के प्रभाव प्रतिरोध में सुधार किया जा सकता है; विद्युत गुणों के दृष्टिकोण से, ग्रैफेन मोनोलेयर की सैद्धांतिक प्रतिरोधकता लगभग 10-6 Ω मीटर है, और इसकी कम थोक घनत्व के कारण, epoxy तब होता है जब राल में थोड़ी मात्रा में ग्रैफेन जोड़ा जाता है, यह अच्छा हो सकता है चालकता; एंटी-जंग प्रदर्शन के दृष्टिकोण से, गैफेन के छोटे आकार के प्रभाव और द्वि-आयामी शीट संरचना के कारण, इकोक्सी कोटिंग में दोषों को बेहतर किया जा सकता है ताकि इसे लेपित किया जा सके। संक्षारण को कम करने के लिए परत में एक घनी बाधा परत बनती है।

1.1 थर्मल गुण

हुआंग कुन एट अल। तीन प्रणालियों में epoxy, epoxy- संशोधित सिलिकॉन और विनाइल राल जोड़ने के लिए एक filler के रूप में इस्तेमाल graphene। ग्रैपीन कोटिंग तापमान प्रतिरोध और विद्युत उम्र बढ़ने प्रतिरोध का परीक्षण बेकिंग और इलेक्ट्रिकल बुजुर्ग परीक्षणों द्वारा किया गया था। लिंग का प्रभाव नतीजे बताते हैं कि कोई ग्रैफेन की तुलना में, तीनों का तापमान प्रतिरोध बेहतर होता है, और 500h बिजली के बाद, इकोक्सी इसी तरह की पोस्ट-इलाज प्रक्रिया, अधिक घने इलाज के बाद क्रॉस-लिंकिंग कर रही है, गैफेन भी अधिक कॉम्पैक्ट, बेहतर गर्मी प्रतिरोध। यांग एट अल। ग्रैफेन शीट (जी) / बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब (MWCNTs) / epoxy राल (ईपी) composites का अध्ययन किया और पाया कि जी और MWCNTs के बीच एक सहक्रियात्मक प्रभाव है। इस ब्रिजिंग प्रभाव के कारण, वे ईपी के साथ जुड़े हुए हैं। फिलर समूह से बचने के लिए संपर्क क्षेत्र बड़ा हो जाता है। समग्र की थर्मल चालकता 0.321 डब्ल्यू / एमके के रूप में मापा गया था, जो शुद्ध ईपी (0.13 डब्ल्यू / एमके) की तुलना में 146.9% अधिक है।

1.2 प्रतिरोध और क्रूरता पहनें

वू फैंग ने सिलिकॉन कार्बाइड और इकोक्सी राल के बीच इंटरफेसियल संरचना में सुधार करने के लिए ग्रेफेन (जी) और ग्रैफेन ऑक्साइड (जीओ) का उपयोग किया। प्रयोगात्मक रूप से, शुष्क घर्षण और समुद्री जल घर्षण में जी / ईपी समग्र कोटिंग के घर्षण गुणांक को मापा गया था। शुद्ध ईपी कोटिंग 14.5% और 33.7% की कमी हुई, पहनने की दर 69.1% और 32.1% की कमी हुई; जाओ / ईपी समग्र कोटिंग ने शुद्ध ईपी कोटिंग की तुलना में 15.6% और 35.5% तक घर्षण गुणांक को कम किया, और पहनने की दर 79% की कमी आई। और 67.9%। रेन ज़ियाओमेंग और अन्य ने जी, जीओ / ईपी कंपोजिट्स तैयार किए, और ईपी पर उनके कठोर और प्रबल प्रभावों की जांच की। नतीजे बताते हैं कि जब जी और जीओ का द्रव्यमान अंश 2% होता है, तो समग्र की फ्रैक्चर क्रूरता क्रमश: 102% और 48.5% बढ़ जाती है; जब जी और जीओ का द्रव्यमान अंश 1% है, तो समग्र की ताकत क्रमशः 18% और 2% तक बढ़ जाती है।

1.3 विद्युत गुण

वांग Guojian et al। कंपोजिट तैयार करने और उनके विद्युत गुणों का अध्ययन करने के लिए ईपी जोड़ने के लिए नैनो-प्रवाहकीय सामग्री के रूप में स्व-निर्मित ग्रेफेन और वाणिज्यिक ग्रेड कार्बन नैनोट्यूब, फुलेरेंस और ग्रेफाइट का उपयोग किया जाता है। अध्ययनों से पता चला है कि जी एक प्रवाहकीय भराव है जो कार्बन नैनोट्यूब, फुलेरेंस और ग्रेफाइट से बेहतर है। जब जी का वॉल्यूम अंश 0.25% है, तो समग्र सामग्री की चालकता अचानक एक परिवर्तन से गुजरती है, जो दर्शाती है कि जी इस समय ईपी में गठित किया गया है। आचरण नेटवर्क चैनल; जब वॉल्यूम अंश 0.5% से अधिक हो जाता है, तो विद्युत चालकता 2.02 x 10-7 एस / मीटर तक स्थिर हो जाती है। सेरेना एट अल। स्वयं निर्मित हीरे और graphene / epoxy composites का उपयोग कर दोनों के विद्युत गुणों की तुलना की। नतीजे बताते हैं कि ग्रैफेन की सीमा सिंथेटिक हीरे की तुलना में काफी कम है। जब ग्रैफेन की अतिरिक्त मात्रा 0.5% (वॉल्यूम अंश) होती है, तो समग्र की प्रतिरोधकता 7.14 × 10 7 Ω · मीटर से 1.02 × 10 3 Ω · मीटर तक होती है, जो ग्रेफाइट के कारण होती है। एल्केन एक उत्कृष्ट विद्युत कंडक्टर है।

1.4 विरोधी जंग

झोउ नैन और अन्य ने गैलिक एसिड (जीए) और एपिक्लोरोहाइड्रिन (ईसीपी) का उपयोग कच्चे माल के रूप में गैलिक एसिड आधारित इकोक्सी राल (जीईपी) को जीईपी-जी / ईपी तैयार करने के लिए एक ग्रैफेन फैलाव के रूप में संश्लेषित करने के लिए किया। समग्र कोटिंग। संक्षारण प्रतिरोध कोटिंग पानी अवशोषण, ताफेल ध्रुवीकरण वक्र और तटस्थ नमक स्प्रे परीक्षण का उपयोग करके विशेषता थी। शोध से पता चलता है कि शुद्ध ईपी कोटिंग की तुलना में, ध्रुवीकरण प्रतिरोध और कोटिंग की आत्म-संक्षारण वर्तमान घनत्व परिमाण के एक क्रम से बढ़ती है, और जल अवशोषण दर 0.22% घट जाती है, और नमक स्प्रे प्रतिरोध भी प्रभावी ढंग से सुधार होता है। वांग युकियोन और अन्य ने एक फैलाव के रूप में सोडियम पॉलीक्राइलेट का उपयोग किया, 2 घंटे के लिए एक उच्च गति अपकेंद्रित्र में फैल गया, और उसके बाद अल्ट्रासोनिक रूप से एक जलीय graphene फैलाव प्राप्त करने के लिए 30 मिनट के लिए फैल गया, और एक जी / waterborne epoxy राल 0.5% की एक जी सामग्री के साथ फैल गया (द्रव्यमान अंश) तैयार किया गया था। ई 44 समग्र कोटिंग। अध्ययनों से पता चला है कि ग्रैफेन के अतिरिक्त पानी के इकोक्सी के पानी के प्रतिरोधी प्रभाव में सुधार होता है, और शुद्ध ई 44 कोटिंग के फिक प्रसार गुणांक को परिमाण के 2 आदेशों से कम किया जाता है; शुद्ध ई 44 कोटिंग की शुद्ध जंग वर्तमान घनत्व 0.13μA / cm2 है, और जी / ई -44 समग्र कोटिंग का स्वयं-संक्षारण वर्तमान घनत्व केवल 0.038 μA / cm2 है।