מחקר התקדמות של גראפן / אפוקסי שרף ציפוי מרוכבים (2)

2. בעיות הקיימות

מאז גרפן יש שטח שטח גדול במיוחד (ערך תיאורטי של כ 2630 m2 / גרם) ואנרגיה פני השטח גבוהה, agglomerates וסבכים להתרחש כאשר כמות הגרפן הוא גדול, וכתוצאה מכך פיזור עניים ויציבות המטריצה. . עבור תכונות תרמיות וחשמליות, כאשר כמות קטנה של גרפן מתווספת, ניתן להגיע לסף החישה, ותכולת הגראפן גדלה עוד יותר, ועוצמת השיפור הנוסף בהתנגדות החום ובמוליכות החשמלית הופכת קטנה יותר. עם זאת, עבור תכונות מכניות מכניות, תכונות אנטי קורוזיה, אם כי כמות קטנה של גרפן יכול לשפר את הביצועים, בשל התלכדות שלה ציפוי אפוקסי בסכום מסוים, זה יגרום סדקים, נקודות ריכוז הלחץ פגמים בציפוי. גורם לירידה בביצועים.

וו פאנג מדד את מקדם החיכוך בחיכוך היבש ובחיכוך מי-ים של ציפויים שונים של G / EP עם מקדם חיכוך ומצא שכאשר G הוא 1% (חלק מסה), מקדם החיכוך ושיעור השחיקה של הציפוי יגברו. וציין כי זה בגלל תוכן G גבוה מדי, זה יתרחש ציפוי שנגרם על ידי התגלגלות סדקים, וכתוצאה מכך ציפוי קל לקלף בתהליך החיכוך, וכתוצאה מכך ללבוש פסולת מגדיל את החיכוך של מקדם ציפוי ואת שיעור ללבוש.

Zhi et al. טכנולוגיית פיזור אולטרסאונד בשימוש כדי להכין ציפוי G / EP מרוכבים, וביצע שלוש נקודות מבחן כיפוף לאחר ציפוי נרפא, ולאחר מכן ציין את משטח השבר של הציפוי באמצעות פליטת שדה מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה (FE-ESM). נמצא כי כאשר התוכן של גראפן הוא 1% (חלק מסה), פיזור הציפוי הוא אחיד יחסית, וכאשר התוכן הוא פחות מ 1%, קשיחות ציפוי עולה באופן משמעותי. עם זאת, כאשר התוכן מגיע 2%, agglomeration תתרחש הציפוי, אשר יגרום לליקויים ליצור נקודות ריכוז הלחץ, וכתוצאה מכך ירידה קשיחות הציפוי.

Liu et al. להחיל G כמו מעכב קורוזיה כדי שרף אפוקסי E44 המערכת להכין ציפוי G / EP מרוכבים, ו מדוד את עקומת הקיטוב potentiodynamic לאחר הצבת אותו פתרון NaCl 3.5% במשך 48 שעות.

התוצאות מראות כי פוטנציאל קורוזיה עצמית של 0.5% (חלק מסה) G / E44 ו 1% (חלק מסה) G / E44 ציפוי נמוך משמעותית מזה של ציפוי E44, ואת צפיפות זרם קורוזיה של 0.5% G / E44 (0.0551μA / cm2) הוא נמוך בהרבה מ -1% G / E44 (0.934μA / cm2) וציפויים E44 (0.121μA / cm2), המעידים על כך שהוספת הגרפן משפר את הביצועים הדוחה של מים של ציפוי אפוקסי ומפחיתה חדירה של מדיה קורוזיבית. . עם זאת, הוספת גרפן עודף יהיה agglomeration על פני השטח של ציפוי ולהפחית את המאפיינים דוחה מים של הציפוי.

3. התקדמות המחקר של גראפן פונקציונלי / ציפוי אפוקסי

3.1 גרפן פונקציונלי

בשל הידרופוביטיות והאינסטיות הכימית של המבנה הגדול של המארז π על משטח הגרפן הפנימי, קל לערום ולצטבר בציפוי האפוקסי, וקשה לגראפן להפעיל את הביצועים שלו במטריצת האפוקסי. על מנת לפתור בעיה זו, חוקרים מקומיים וזרים יוצרים סוג חדש של גרפן פונקציונליות על ידי הוספת רכיבים ומבנים אחרים על בסיס של גרפן. גרפן זה, תוך שמירה על המאפיינים הבסיסיים שלו, גם להקנות נכס חדש, והוא יכול להיות גם ממוקד כדי לייעל גרפן מבוסס על הצורך ציפוי תכונות.

על פי המבנה הכימי, פונקציונליזציה של גרפן מחולק מליטה קוולנטית מליטה קוולנטי לא. מליטה קוולנטית הורסת את המבנה π-bonded על פני השטח של גרפן, מה שהופך את פני השטח פעיל. עם זאת, הרס של מבנה יציב זה יוביל לירידה במוליכות חשמלית תרמית של גרפן פונקציונלי מאשר גרפן מהותי. מליטה קוולנטית לא מתייחס לשימוש המאפיין של שטח משטח גדול במיוחד של גרפן, אשר מורכב עם חלקיקים אחרים עם תכונות מצוינות באמצעות ספיחה על פני השטח. אמנם שיטה זו אינה להרוס את המבנה הבסיסי של גרפן, ושומרת על מאפייני הביצועים הטבועים של גרפן, אפקט הפיזור הוא מעט נחות מליטה קוולנטית. בדרך כלל, יש צורך להוסיף מייצב או פיזור קולי.

למרות המחקר על גרפן פונקציונלי הוא עדיין בשלב הראשוני, ישנם כמה מחקרים על היישום שלה אפוקסי שרף ציפוי אנטי קורוזיה. עם זאת, כמה חוקרים שינו את פני השטח של גרפן דרך קבוצות תפקודיות מסוימות הוסיף שרף אפוקסי, והוכיח כי גרפן פונקציונלית עדיפה על גרפן טהור.

3.2 יישום של גראפן פונקציונליות ציפוי אפוקסי

ראלב ואחרים. ניתח את המעבר זכוכית טמפרטורה TG של ציפויים G / EP ו ch-G / EP (chloroform- פונקציונליות גרפן / שרף אפוקסי) ציפויים על ידי calorimetry סריקה ההפרש. נמצא כי G / EP יש רק גרפן. ה- Tg בתכולת נפח של 0.1% גבוה יותר מזה של EP טהור, בעוד שכל הדגימות ב- ch-G / EP גבוהות מה- TG של EP טהור. הסיבה לכך היא גרפן טהור יהיה ליצור agglomerates בציפוי כאשר הוא הוסיף כמות מסוימת, אשר משפיע על ביצועי ציפוי, ו graphene functionalized עם כלורופורם יכול להיות מפוזרים היטב בציפוי.

הפחתה כימית של Au3 + על ידי מרטין- GALLEGO et al. שונה באופן פונקציונלי את פני השטח של גרפן עם חלקיקים זהב שנוצר על ידי autodeposition על פני השטח של חלקיקי זהב, ופיזר את Au / G של ציפוי אפוקסי קל נרפא על ידי פיזור קולי. ב. נמצא כי מוליכות חשמלית של Au-G / EP הוא כ 4 סדרי גודל גבוה יותר מזה של G / EP באותו סכום תוספת. חן יו בשימוש בשיטה הידרותרמיות, באמצעות שרף פנולית resole ו תחמוצת גרפן כחומרי גלם, שרף פנולי מוכן שונה גרפן airgel (p-GA), והשתמשו בו מילוי מוליך כדי ליצור חומר מרוכב עם EP. המחקר מצא כי: בשל תוספת של שרף פנול resole לעשות את מבנה הרשת תלת מימדי של p-GA מושלם יותר, כמות קטנה של p-GA יכול לקבל מוליכות מעולה וביצועים אלקטרומגנטית מיגון. כאשר תוכן המילוי הוא 0.33% (כמות המסה), המוליכות החשמלית היא 73 S / m, ואת הביצועים מיגון אלקטרומגנטי מגיע 35 dB.

צ'י ואחרים. השתיל סילאן על פני השטח של תחמוצת גרפן כדי להשיג granhene silane-functionalized (G-GO) והוסיף אותו מטריצה אפוקסי עם אפוקסי גביש נוזלי (LCE) כמו מילוי מעורב להכין ציפוי אפוקסי שרף מרוכבים. . המחקר מראה כי כאשר מילוי מעורב הוא 3% [2% (חלק מסה) g-GO ו 1% LCE], לעומת ציפוי אפוקסי טהור, ההתנגדות השפעה של ציפוי מרוכבים מגדילה על ידי 132.6%, ואת חוזק מתיחה ואת כוח כיפוף גדל ב 27.6% ו 37.5%, בהתאמה. הביצועים של גרפן ununctionalized השתפר עוד יותר.

Ramezanzadeh et al. תחמוצת גרפן שונה על ידי סילאן מבוסס ג'ל, מוכן silane פונקציונליות גרפן תחמוצת / ציפוי אפוקסי שרף, ולמד silane תחמוצת גרפן פונקציונליות על ידי ספקטרוסקופיה עכבה אלקטרוכימית, שיטת ריסוס מלח מבחן disodondment קתודית. השפעה על ביצועי הצבעים. התוצאות הראו כי תחמוצת גראפן שונה silane היה מפוזרים באופן אחיד במטריצה אפוקסי, ואת ההתנגדות קורוזיה של הציפוי שופרה ביעילות ואת disodondation הקתודיה הופחת.

למרות המחקר של גראפן פונקציונלי שרף אפוקסי ציפויים השיגה דרגות שונות של התקדמות, כי תנאי התגובה לא קל לשלוט, עיצוב ניסוח של ציפויים מרוכבים הוא לא נוח, וזה לא מתאים לייצור בקנה מידה גדול. זה עדיין הכרחי כדי להמשיך לחפש נתיבי הכנה פשוטה ויעילה.

4. Outlook

עם התפתחות המדע והטכנולוגיה המודרנית, אנשים דורשים יותר ויותר את הביצועים של ציפוי מבוסס אפוקסי מבוסס. עם זאת, בשל העובדה כי הטכנולוגיה להכנת גראפן / אפוקסי שרף ציפויים מרוכבים עדיין לא בוגרת, זה צריך להיות מפותח בתחומים הבאים. המחקר.

(1) הוא אינו מוגבל בהתחשב הביצועים הכוללים של גראפן / אפוקסי ציפויים. שינויים פונקציונליים ממוקד של גרפן צריך להיות ממוקד עבור סביבות ספציפיות או ממוקד יעילות גבוהה dispersants יש להשתמש כדי לשפר את המאפיין מסוים של הציפוי.

(2) התוכן ומינים של קבוצות המכילות חמצן פונקציונלית בגרפן הם הבסיס לבחירת מולקולות ושינויים מתאימים ושיטות שינוי. הכנה מאקרו של גרפן פונקציונלי עם מבנה לשליטה ומאפיינים צריך להיות המוקד של מחקר עתידי.

(3) עם שיפור של הדרישות להגנת הסביבה, תהליך של ציפויי מים נגד קורוזיה הוא מאיץ. מים מבוססי גראפן ציפוי אפוקסי יש לקוחות פוטנציאליים רחב. הבעיה שיש לפתור היא הפיזור של גרפן שרפים אפוקסי מימיים ואת ערבות מוליכות מוליך טוב מוליכות הציפויים.

(4) בדיקות ביצועים ויישום של גראפן פונקציונלי ו אפוקסי שרף ציפויים מרוכבים צריך להיות עוד למד. כתחום בין-תחומי, גראפן מבוסס חומרים מרוכבים מעורבים בתחומים רבים, כגון מעכבי בעירה והתנגדות של ציפוי אפוקסי מבוסס גראפן. המשכיות, וכו ', צריך להיות למד עוד יותר על ידי חוקרים על ידי חוקרים.

(5) מבוא של שליטה כמותית וביצועים אפיון של קבוצות פונקציונליות פונקציונליות על פני השטח של גרפן, כמו גם מבחר מדויק של אתרים פונקציונליים על משטח גרפן, ועיצוב של שרף גראפן / אפוקסי עבור חידוד מבנים כימיים כדי להתאים יישומים שונים של צבעים צריך ללמוד עוד.