Grafen / Epoksi qatronlar kompozit qoplamalarini tadqiq qilish jarayoni (2)

2. Mavjud muammolar

Grafenning katta o'ziga xos sirt maydoni (taxminan 2630 m 2 / g nazariy qiymati) va yuqori sirt energiyasiga ega bo'lganligi sababli, grafen miqdori kattaroq bo'lganida matritsadagi zaif dispersiya va barqarorlikka olib keladigan aglomeratlar va chiziqlar paydo bo'ladi. . Issiqlik va elektr xususiyatlariga kelsak, kichik miqdordagi grafen qo'shilsa, perkolyatsiya poligi erishiladi va grafen miqdori yanada oshadi va issiqlik qarshiligi va elektr o'tkazuvchanligining keyingi yaxshilanishlari kattalashadi. Biroq, mexanik va mexanik xususiyatlar uchun, korroziyaga qarshi xususiyatlar, oz miqdorda grapenin ma'lum miqdorda epoksi qoplamasida aglomeratsiyasi tufayli ish faoliyatini yaxshilashi mumkinligiga qaramasdan, bu qoplamadagi yoriqlar, stress kontsentratsiyasi va nuqsonlarga olib keladi. Ishlashning pasayishiga sabab bo'ladi.

Wu Fang, ishqalanish koeffitsientini har xil G / EP qoplamalarining quruq ishqalanish va dengiz suvi ishqalanishida ishqalanish koeffitsienti bilan o'lchadi va G% 1 (massa ulushi) bo'lsa, ishqalanish koeffitsienti va qoplamaning aşınma tezligi ortadi. Va bu G tarkibi juda yuqori ekanligiga ishora qilar ekan, yoriqlarning aglomeratsiyasi natijasida yuzaga keladigan qoplamada yuzaga kelishi ta'kidlanadi, natijada qoplama jarayoni ishqalanish jarayonida oson tozalanishi mumkin, natijada chiqadigan qoldiqlar qoplamaning ishqalanish koeffitsientini oshiradi va aşınma tezligi.

Zhi va boshq. G / EP kompozitli qoplamasini tayyorlash uchun ultrasonik dispersion texnologiyasidan foydalangan va qoplamaning tuzalishidan keyin uch nuqtadan bükme meshini amalga oshirgan va keyin maydon emissiyasi skanerlashi elektron mikroskopi (FE-ESM) yordamida qoplamaning sinishi yuzasini kuzatgan. Grafen miqdori 1% (massa ulushi) bo'lsa, qoplamadagi tarqalish nisbatan bir xil va tarkib 1% dan kam bo'lsa, qoplamning tokligi sezilarli darajada oshadi. Biroq, kontent 2% ga yetganda, qoplamada aglomeratsiya paydo bo'ladi, bu esa nuqsonlarning konsentratsiyalash nuqtalarini shakllanishiga olib keladi, bu esa qoplamaning mustahkamligini pasayishiga olib keladi.

Liu va boshq. G / EP kompozit qoplamasini tayyorlash uchun epoksi reçineli E44 tizimiga korozyon inhibitörü sifatida G qo'llanildi va uni% 3,5 NaCl solüsyonuna 48 soat davomida yerleştirdikten keyin potentiodinamik polarizasyon eğrisi ölçülmüştür.

Natijalar shuni ko'rsatadiki, 0,5% G / E44 va massa ulushi G / E44 qoplamasining 0,5% (massa ulushi) E44 qoplamasidan sezilarli darajada past va korroziya oqimining zichligi 0,5% G / E44 (0.0551 mA / cm2)) 1% G / E44 (0,934 mA / sm2) va E44 (0,121 mA / sm2) qoplamalaridan ancha past bo'ladi, bu grafen qo'shilishi epoksi qoplamalarning suv o'tkazuvchanligini oshiradi va korroziy ommaviy axborot vositalarining kirishi. . Ammo ortiqcha graphene qo'shilishi qoplama yuzasida aglomeratsiya bo'ladi va qoplamaning suvga chidamli xususiyatlarini kamaytiradi.

3. Funktsionalizatsiyalangan grafen / epoksi qoplamalarni tadqiq qilish

3.1 Functionalizatsiyalangan grafen

Ichki grafen yuzasida katta p-bog'langan tuzilishining hidrofobikligi va kimyoviy inertligi tufayli epoksi qoplamada yig'ish va to'plash oson, va grafenning epoksi matritsadagi to'liq ishlashini qiyinlashtiradi. Ushbu muammoni hal qilish uchun mahalliy va xorijiy olimlar grafen asosida boshqa tarkibiy qismlar va tuzilmalarni qo'shib, yangi funktsional grafenni tashkil etishadi. Ushbu grafen, asosiy xususiyatlarini saqlab qolishda, shuningdek, yangi xususiyatni ham beradi va shuningdek, qoplama xususiyatlariga ehtiyoj asosida grafenni optimallashtirish uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin.

Kimyoviy tuzilishga ko'ra, grafenning funksionalizatsiyasi kovalent bog'lash va kovalent bo'lmagan birikmalarga bo'linadi. Kovalent birikma p-bog'li strukturani grafen yuzasida yo'q qiladi, uning sirt faolligini ta'minlaydi. Shu bilan birga, ushbu turg'un strukturaning yo'q qilinishi funksional grafenlarning elektr va issiqlik o'tkazuvchanligini ichki grafenga qaraganda kamaytiradi. Kovalent bo'lmagan bog'lanish sirt adsorbsiyasi orqali mukammal xususiyatlarga ega bo'lgan boshqa zarralar bilan aralashtiriladigan grafenning super-katta o'ziga xos sirt maydoni xarakteristikasini qo'llashni anglatadi. Ushbu usul grafenning asosiy strukturasini yo'q qilmasa va grafenning o'ziga xos ishlash xususiyatlarini saqlab tursa-da, tarqalish ta'siri kovalent bog'lanishdan bir oz past bo'ladi. Odatda, stabilizatorni yoki ultrasonik dispersiyani qo'shib qo'yish kerak.

Funktsional grafenlarni tadqiq qilish hali oldingi bosqichda bo'lishiga qaramasdan, epoksi qatronlardagi korroziyaga qarshi qoplamalarda uning qo'llanilishiga oid bir necha tadqiqotlar mavjud. Ammo ba'zi olimlar grafen yuzasini ma'lum funktsional guruhlar orqali o'zgartirib, epoksi qatroni qo'shib, funktsionalizatsiyalangan grafenga toza grapenadan ustun ekanligini isbotladilar.

3.2 Epoksi qoplamalardagi funkallangan grafenlarni qo'llash

Ghaleb va boshq. G / EP qoplamalarining Tg shisha o'tish temperaturasi va ch-G / EP (xloroform-funktsionalizatsiyalangan grafen / epoksi qatronlar) qoplamalarini differentsial ko'rish kalorimetrlari bo'yicha tahlil qildi. G / RaI faqat grafenga ega ekanligi aniqlandi. Tg miqdori 0,1% miqdorida sof EPdan yuqori bo'lsa, ch-G / EPdagi barcha namunalar toza EPning Tg dan yuqori. Buning sababi shundaki, toza graphene qoplamada aglomeratlar hosil qiladi, chunki u kaplamaning ishlashiga ta'sir etuvchi ma'lum miqdorda qo'shiladi va xloroform bilan ishlaydigan grafen qoplamada yaxshi tarqalishi mumkin.

Martin-Gallego va boshq. Tomonidan Au3 + ning kimyoviy pasayishi. grafen yuzasini funktsional tarzda o'zgartirib, oltin zarrachalarining yuzasida o'z-o'zidan qoplanadigan oltingugurt hosil qilgan oltin nanopartikullar bilan almashtirildi va nurli tuzilgan epoksi qoplamada Au / G ultratovush dispersiyasi bilan tarqatildi. Au-G / EP ning elektr o'tkazuvchanligi bir xil qo'shimcha miqdorida G / EP ga nisbatan 4 barobar yuqori buyruqlar ekanligi aniqlandi. Chen Yu xom ashyo sifatida rezol fenolik qatronlar va grafen oksidi yordamida fenolli qatronlar o'zgartirilgan grafen aerojel (p-GA) yordamida hidrotermal usuldan foydalangan va uni RaI bilan kompozit materialni hosil qilish uchun Supero'tkazuvchilar plomba sifatida ishlatgan. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, p-GA ning uch o'lchamli tarmoq tuzilishini yanada yaxshiroq qilish uchun rezol fenolik qatroni qo'shilishi sababli, p-GA ning oz miqdori yaxshi o'tkazuvchanlik va elektromagnit ekranlash ishiga ega bo'lishi mumkin. Dolgunun tarkibi% 0.33 (massa ulushi) bo'lsa, elektr iletkenliği 73 S / m va elektromagnit ekranlama ishlashi 35 dB'ye etadi.

Qi va boshq. (g-GO) ni olish uchun grafen oksid yuzasida payvandlangan silanni epoksid qatron kompozit qoplamasini tayyorlash uchun suyuq kristalli epoksi (LCE) bilan aralashtirilgan plomba moddasi sifatida epoksi matritsaga qo'shdi. . Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, kompozit qoplamaning zarba qarshiligi 132,6% ga oshadi va kuchlanish kuchayib boradi, toza epoksi qoplama bilan solishtirganda aralashli plomba% 3 [2% (massa ulushi) g-GO va 1% LCE) Va egiluvchanligi 27,6% va 37,5% ga ortdi. Xizmatga yaroqsiz grafenlarning ishlashi yanada yaxshilandi.

Ramezanzadeh va boshq. silika bilan ishlaydigan grafen oksid / epoksi qatronlar qoplamasi bilan almashtirilgan grafen oksidi, elektrokimyoviy empedansli spektroskopiya, tuz püskürtme usuli va katodik disbondment mesh bilan sila fonksiyonlu grafen oksidi o'rganildi. Bo'yoqlarning ishlashiga ta'sir. Natijalar sila-modifikatsiyalangan grafen oksidi epoksi matritsada bir xil tarzda tarqalganligini ko'rsatdi va qoplamaning korroziyaga chidamliligi samarali tarzda yaxshilandi va katodik disbondentatsiya kamaydi.

Funktsionalizatsiyalangan grafen epoksi rezin qoplamalarini o'rganish turli darajadagi taraqqiyotga erishganiga qaramasdan, reaksiya sharoitlari nazorat qilish oson emas, chunki kompozit qoplamalarning formulatsiyalash rejimi noqulay va katta hajmli ishlab chiqarish uchun mos emas. Bundan tashqari, sodda va samarali tayyorgarlik yo'nalishlarini izlash kerak.

4. Outlook

Zamonaviy ilm-fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan odamlar epoksi-asosli kompozit qoplamalarning ishlashini tobora ko'proq talab qilmoqdalar. Biroq, grafen / epoksi qatronlar kompozit qoplamalarini tayyorlash texnologiyasi hali etuk emasligi sababli quyidagi sohalarda ishlab chiqilishi kerak. o'qish.

(1) Grafen / epoksi qoplamlarning umumiy ishlashini hisobga olish bilan cheklanmaydi. Grafinlarning maqsadli ishlab chiqarish modifikatsiyalari ma'lum bir muhit uchun mo'ljallangan bo'lishi yoki yuqori mahsuldorlikka mo'ljallangan maqsadli datchiklarni qoplamaning muayyan xususiyatini yaxshilash uchun qo'llash kerak.

(2) Graphene kislorod tarkibidagi funktsional guruhlarning tarkibi va turlari mos moslashgan molekulalarni va modifikatsiya qilish usullarini tanlash uchun asosdir. Funktsionalizatsiyalangan grafenni boshqariladigan tarkibi va xususiyatlari bilan makro-preparatlashuv kelajakdagi tadqiqotlarning markazida bo'lishi kerak.

(3) Atrof muhitni muhofaza qilish talablarini yaxshilash bilan suvga asoslangan korroziyo qoplamalar jarayoni tezlashadi. Suvga asoslangan grafen epoksi qoplamalari keng istiqbolga ega. Yechilishi kerak bo'lgan muammoni suvli epoksi qatronlaridagi grafenlarning dispersiyasi va qoplamalarning yaxshi o'tkazuvchi va issiqlik o'tkazuvchanligi kafolati hisoblanadi.

(4) Funktsionalizatsiyalashgan grafen va epoksi qatronlar kompozit qoplamalarining ishlash sinovlari va qo'llanilishi bundan keyin ham o'rganilishi kerak. Tabiiy intizomga muvofiq, grafen kompozitsion qoplamalarni olovga chidamlilik va grafenga asoslangan epoksi qoplamalarning qarshiligi kabi ko'plab sohalarda ishtirok etishadi. Davomiylik, va hokazolarni olimlar tomonidan o'rganish va tadqiq qilish kerak.

(5) Grafen yuzasida funktsionalizatsiyalangan funktsional guruhlarning soni nazoratini va ish faoliyatini tavsiflash, shuningdek grafen yuzasida funktsionalizatsiyalangan maydonlar aniq tanlovi va kimyoviy tarkibi tozalash uchun grafen / epoksi qatroni dizayni. bo'yoqlar qo'shimcha o'rganishga muhtoj.