ความคืบหน้าการวิจัยการเคลือบผิวด้วยเรซินคอมโพสิตอีพอกซี / อีพ็อกซี่ (1)

เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกันของเรซินอีพ็อกซี่ (EP) สามารถแสดงคุณสมบัติที่แตกต่างกันได้ และเนื่องจากง่ายต่อการผสมกับสารบ่มที่แตกต่างกันเจือจางสารช่วยอื่น ๆ เพื่อเตรียมวัสดุอีพ็อกซี่เรซินที่มีสมบัติเชิงกลเชิงกลความร้อนการยึดติดฉนวนกันความร้อนและคุณสมบัติป้องกันการผุกร่อนและใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกันการกัดกร่อน เคลือบ . อย่างไรก็ตามเนื่องจากภาวะแทรกซ้อนของสภาพแวดล้อมการใช้งานสารเคลือบ EP แบบเรียบแสดงข้อบกพร่องบางอย่างประการแรกเนื่องจากการนำความร้อนที่ไม่ดีส่งผลให้ทนต่อความร้อนได้ดี EP ส่วนใหญ่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 100 ° C เท่านั้น ประการที่สองเนื่องจากความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามสูงหลังจากบ่มเป็นผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีสูงและทนต่อการสึกหรอและทนต่อแรงกระแทกได้ดี ประการที่สามความต้านทานสูงและสามารถสร้างผลกระทบไฟฟ้าสถิตได้ง่าย ข้อที่สี่คือหลังจากการบ่มแล้วข้อบกพร่องจะเกิดขึ้นได้ง่ายและความต้านทานการกัดกร่อนได้รับผลกระทบ เพื่อให้สามารถใช้ข้อดีของ EP ได้ดีขึ้นควรเพิ่มฟิลเลอร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ

Graphene มีศักยภาพในการปรับปรุงสมบัติของวัสดุเรซินเนื่องจากโครงสร้างผลึกที่เป็นเอกลักษณ์และสมบัติทางกายภาพที่ยอดเยี่ยมและอนุพันธ์ของมันสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาการเกิดโพลิเมอไรเซชันได้ เนื่องจากกราไฟท์มีพื้นที่ผิวจำเพาะที่ใหญ่และมีพลังงานผิวสูงจึงสามารถรวมตัวกันได้ง่ายเมื่อเติมสารตัวเติมลงในเรซินอีพ็อกซี่ซึ่งจะส่งผลต่อสมรรถนะของการเคลือบ ในการกระจาย graphene อย่างสม่ำเสมอไปเป็นเมทริกซ์อีพ็อกซี่นักวิชาการได้ทำการค้นคว้าเป็นอย่างมาก จากการผสมแบบง่ายครั้งแรกเทคโนโลยีการกระจายตัวของอัลตราโซนิกได้รับการพัฒนาขึ้นและมีการใช้ตัวประสานซิแลนเพื่อปรับปรุงการยึดติดและความเข้ากันได้ระหว่างเรซิน graphene และอีพ็อกซี่ พบว่าการเติมกราไฟท์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเคลือบ แต่เมื่อเพิ่มปริมาณลงแล้วการสะสมของกราฟีจะส่งผลต่อการปรับปรุงสมรรถนะของเคลือบ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิชาการบางคนได้เตรียม graphene ที่ทำหน้าที่ขึ้นโดยการปรับเปลี่ยนกลุ่มฟังก์ชันบนพื้นผิวของ graphene พบว่าในขณะที่ยังคงรักษาสมบัติของกราเนนก็สามารถปรับปรุงการยึดติดกับเมทริกซ์อีพ็อกซี่ทำให้กราไฟท์ / อีพ็อกซี่ การวิจัยเกี่ยวกับการเคลือบเรซินคอมโพสิตมีความคืบหน้าใหม่

1. ความคืบหน้าของการศึกษาการเคลือบสีเรซินของ Graphene / Epoxy

จากมุมมองด้านความร้อน graphene เป็นวัสดุที่มีการนำความร้อนสูงสุดที่รู้จักกันในปัจจุบัน (ชั้นเดียวประมาณ 5000 วัตต์ / mK) เนื่องจากฟิลเลอร์สามารถเพิ่มความต้านทานความร้อนของอีพ็อกซี่ได้ จากสมบัติเชิงกลและทางกล Graphene ประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนแบบสมาร์ทคาร์บอนไดออกไซด์ sp2 มีแรงเฉือนสูงมีแรงเฉือนสูงและแรงเฉือนต่ำและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำระหว่างชั้นของ graphene ง่ายต่อการถ่ายโอนไปยังพื้นผิวเคลือบอีพ็อกซี่เพื่อสร้างฟิล์มถ่ายโอน หลังจากใช้ร่วมกับอีพ็อกซี่แล้วจะสามารถปรับปรุงความต้านทานต่อการสึกหรอและทนต่อแรงกระแทกของผิวเคลือบได้ จากมุมมองของสมบัติทางไฟฟ้าความต้านทานทางทฤษฎีของ graphene monolayer อยู่ที่ประมาณ 10-6 Ω· m และเนื่องจากมีความหนาแน่นเป็นกลุ่มต่ำอีพ็อกซี่คือเมื่อมีการเติม graphene ลงในเรซินเล็กน้อยก็สามารถทำได้ดี การนำ; จากมุมมองของประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนเนื่องจากผลกระทบที่มีขนาดเล็กของ graphene และโครงสร้างแผ่นสองมิติข้อบกพร่องในการเคลือบอีพ็อกซี่สามารถปรับปรุงได้เพื่อให้สามารถเคลือบได้ ชั้นของกั้นความหนาแน่นจะถูกสร้างขึ้นในชั้นเพื่อลดการกัดกร่อน

1.1 คุณสมบัติทางความร้อน

Huang Kun et al. ใช้ graphene เป็นตัวเติมเพื่อเพิ่มอีพ็อกซี่ซิลิโคนอีพ็อกซี่ที่ปรับเปลี่ยนและเรซินไวนิลในสามระบบ ความต้านทานต่ออุณหภูมิการเคลือบด้วยกราไฟต์และความต้านทานต่ออายุไฟฟ้าได้รับการทดสอบโดยการทดสอบการอบและทดสอบอายุไฟฟ้า ผลกระทบจากการมีเพศสัมพันธ์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อเทียบกับ graphene ไม่มีความต้านทานต่ออุณหภูมิของทั้งสามได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นและหลังจากใช้ไฟฟ้าเป็นเวลา 500 ชั่วโมงอีพ็อกซี่มีกระบวนการบ่มคล้าย ๆ กันทำให้การเชื่อมโยงข้ามหลังจากการบ่มหนาแน่นมากยิ่งขึ้น graphene ยังลดขนาดกะทัดรัด ความต้านทาน Yang และคณะ ศึกษาวัสดุแผ่นคอมโพสิตคาร์บอนนาโนของแผ่น graphene (G) / multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) / epoxy resin (EP) และพบว่ามีผล synergistic ระหว่าง G และ MWCNTs เนื่องจากผลการเชื่อมโยงนี้พวกเขามีส่วนเกี่ยวข้องกับ EP บริเวณที่ติดต่อมีขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อไม่ให้เกิดการรวมตัวของสารตัวเติม ค่าการนำความร้อนของคอมโพสิตวัดได้เท่ากับ 0.321 W / mK ซึ่งสูงกว่าของ EP บริสุทธิ์ (0.13 W / mK) ถึง 146.9%

1.2 ความต้านทานต่อการสึกหรอและความเหนียว

Wu Fang ใช้ graphene (G) และ graphene oxide (GO) เพื่อปรับปรุงโครงสร้างระหว่างซิลิคอนคาร์ไบด์และเรซินอีพ็อกซี่ จากการทดลองพบว่าค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีของผิวเคลือบคอมเพรสเซอร์ G / EP ในการเสียดสีของแรงเสียดทานและแรงเสียดทานของน้ำทะเล เคลือบ EP บริสุทธิ์ลดลง 14.5% และ 33.7% อัตราการสึกหรอลดลง 69.1% และ 32.1% GO / EP เคลือบคอมโพสิตลดค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีลง 15.6% และ 35.5% เมื่อเทียบกับการเคลือบสี EP บริสุทธิ์และอัตราการสึกหรอลดลง 79% และ 67.9% Ren Xiaomeng และคนอื่น ๆ เตรียมสารผสม G, GO / EP และตรวจสอบผลกระทบที่ทำให้แข็งและแข็งขึ้นใน EP ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อมวลเศษส่วนของ G และ GO มีค่าเท่ากับ 2% ความเหนี่ยวรั้งการแตกหักของคอมโพสิตเพิ่มขึ้น 102% และ 48.5% ตามลำดับ เมื่อเศษมวลของ G และ GO เป็น 1% ความแข็งแรงของคอมโพสิตจะเพิ่มขึ้น 18% และ 2% ตามลำดับ

1.3 คุณสมบัติทางไฟฟ้า

Wang Guojian et al. ใช้ graphene และคาร์บอนเชิงพาณิชย์ที่ทำเอง graphene, fullerenes และ graphite เป็นวัสดุที่นาโนนำไฟฟ้าเพื่อเพิ่ม EP เพื่อเตรียมวัสดุผสมและศึกษาสมบัติทางไฟฟ้าของพวกเขา การศึกษาแสดงให้เห็นว่า G เป็นตัวนำไฟฟ้าที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งดีกว่าท่อนาโนคาร์บอน, ฟูลเลอร์เรสและแกรไฟต์ เมื่อปริมาณเศษของ G เท่ากับ 0.25% การนำไฟฟ้าของวัสดุผสมจะผ่านการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันซึ่งแสดงให้เห็นว่า G ได้ถูกสร้างขึ้นใน EP ในขณะนี้ ช่องทางเครือข่ายนำไฟฟ้า เมื่อปริมาณปริมาตรเกิน 0.5% ค่าการนำไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะคงที่ให้อยู่ที่ 2.02 x 10-7 S / m Serena et al. เปรียบเทียบสมบัติทางไฟฟ้าของทั้งสองโดยใช้เพชรที่ผลิตเองและวัสดุผสมของกราฟีน / อีพ็อกซี่ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าธรณีประตูของ graphene มีค่าต่ำกว่าของเพชรสังเคราะห์ เมื่อปริมาณของกราฟีนเพิ่มขึ้น 0.5% (ปริมาตร) ความต้านทานของคอมโพสิตจะลดลงจาก 7.14 × 10 7 Ω· m เป็น 1.02 × 10 3 Ω· m ซึ่งเป็นผลมาจากกราไฟท์ อัลเคนเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม

1.4 ป้องกันการกัดกร่อน

Zhou Nan และคนอื่น ๆ ใช้กรด gallic (GA) และ epichlorohydrin (ECP) เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์เรซินอีพ็อกซี่เรซินที่เป็นกรด gallic (GEP) เป็นตัวทำละลายแบบ graphene เพื่อเตรียม GEP-G / EP เคลือบคอมโพสิต ความต้านทานต่อการกัดกร่อนโดยใช้การดูดซึมน้ำเคลือบเส้นโค้งโพลาไรซ์ Tafel และการทดสอบการฉีดพ่นเกลือเป็นกลาง ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าเมื่อเทียบกับการเคลือบ EP บริสุทธิ์ความต้านทานต่อโพลาไรซ์และความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าด้วยตัวเองของการเคลือบเพิ่มขึ้นตามลำดับความสำคัญอย่างหนึ่งและอัตราการดูดซึมน้ำลดลง 0.22% และความต้านทานต่อการพ่นเกลือก็เพิ่มขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ Wang Yuqiong และคนอื่น ๆ ใช้โซเดียมอะคริลิเลตเป็นตัวกระจายตัวแยกย้ายกันไปในเครื่องปั่นแยกความเร็วสูงเป็นเวลา 2 ชั่วโมงจากนั้นจึงแยกย้ายกันเป็นอัลตร้าโซนิกเป็นเวลา 30 นาทีเพื่อให้ได้การกระจายตัวของกราไฟท์ที่เป็นของเหลวและเรซิ่นอีพ็อกซี่เรซิน G / waterborne ที่มีปริมาณ G 0.5% (เศษส่วนมวล) ได้จัดทำขึ้น เคลือบคอมโพสิต E44 การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเติมกราไฟท์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกันน้ำของอีพ็อกซี่น้ำและค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของ Fick ของสารเคลือบ E44 บริสุทธิ์ลดลง 2 คำสั่ง ความหนาแน่นของการกัดกร่อนของตัวทำละลาย E44 เท่ากับ0.13μA / cm2 และ G / ความหนาแน่นของการกัดกร่อนของตัวทำละลายคอมโพสิต E44 เท่ากับ 0.038 μA / cm2