Graphene Nanoplatelets trong Hệ Epoxy: Tình Trạng Phân Tán, Tái Tập Hợp và Tính Chất Cơ Học của Vật Liệu Nanocomposite

Việc sử dụng các nanocomposites graphene trong các ứng dụng tiên tiến đã thu hút nhiều sự chú ý trong những năm gần đây. Tuy nhiên, để thay thế các gia cố epoxy truyền thống bằng graphene, vẫn còn một số vấn đề như sự phân tán, đồng nhất hóa và tái tập hợp. Trong bài báo này, các khối graphene được phân tán trong hệ thống epoxy hai thành phần bằng cách siêu âm trong bể, tình trạng phân tán và hành vi tái tập hợp của graphene trong hệ thống này đã được nghiên cứu. Độ truyền sáng trong quang phổ cực tím - nhìn thấy đã được sử dụng để định lượng sự tái tập hợp qua một loạt các thí nghiệm được kiểm soát. Sau 18 phút siêu âm với độ phân tán graphene 0.005 wt% ở 20°C, độ truyền sáng giảm từ 68.92% xuống 54.88% trong epoxy lỏng và giảm từ 72.80% xuống 46.42% trong chất làm cứng; trong khi đó, khi tăng nhiệt độ từ 20°C lên 60°C, độ truyền sáng trong epoxy lỏng giảm từ 65.96% xuống 53.21% sau 6 phút siêu âm. Với sự bổ sung 0.3 wt% graphene, độ bền kéo của các nanocomposites tăng từ 57.2 MPa lên 64.4 MPa và mô đun bảo hòa tăng từ 1.66 GPa lên 2.16 GPa. Các kết quả cho thấy tình trạng phân tán phụ thuộc vào thời gian siêu âm và nhiệt độ, và graphene có hiệu ứng gia cường đáng kể lên epoxy.