Въпреки че графенът често е наричан „панацеята“, неоспоримо е, че той има отлични оптични, електрически и механични свойства, поради което индустрията е толкова силно запалена да разпръсне графен като нанопълнител в полимери или неорганична матрица.Въпреки че няма легендарния ефект на „превръщане на камък в злато“, той може също да подобри част от работата на матрицата в определен диапазон и да разшири обхвата на нейното приложение.

Понастоящем обикновените графенови композитни материали могат да бъдат разделени главно на полимерни и керамични.Има повече проучвания за първото.

Епоксидната смола (EP), като често използвана матрица от смола, има отлични адхезионни свойства, механична якост, топлоустойчивост и диелектрични свойства, но съдържа голям брой епоксидни групи след втвърдяване и плътността на омрежване е твърде висока, така че получената продуктите са крехки и имат лоша устойчивост на удар, електрическа и топлопроводимост.Графенът е най-твърдото вещество в света и има отлична електрическа и топлопроводимост.Следователно, композитният материал, направен чрез смесване на графен и EP, има предимствата и на двете и има добра стойност на приложение.

     Нано графенима голяма повърхност и дисперсията на графен на молекулярно ниво може да образува силен интерфейс с полимера.Функционални групи като хидроксилни групи и производственият процес ще превърнат графена в набръчкано състояние.Тези наномащабни нередности подобряват взаимодействието между графен и полимерни вериги.Повърхността на функционализирания графен съдържа хидроксилни, карбоксилни и други химични групи, които могат да образуват силни водородни връзки с полярни полимери като полиметилметакрилат.Графенът има уникална двуизмерна структура и много отлични свойства и има голям потенциал за приложение при подобряване на термичните, електромагнитните и механичните свойства на ЕР.

1. Графен в епоксидни смоли – подобряване на електромагнитните свойства

Графенът има отлична електрическа проводимост и електромагнитни свойства и има характеристиките на ниска доза и висока ефективност.Той е потенциален проводящ модификатор за епоксидна смола EP.Изследователите въведоха повърхностно обработен GO в EP чрез термична полимеризация на място.Цялостните свойства на съответните GO/EP композити (като механични, електрически и термични свойства и т.н.) бяха значително подобрени, а електрическата проводимост беше увеличена с 6,5 порядъка.

Модифицираният графен се смесва с епоксидна смола, добавяйки 2% модифициран графен, модулът за съхранение на епоксидния композитен материал се увеличава със 113%, добавяйки 4%, силата се увеличава с 38%.Съпротивлението на чистата EP смола е 10^17 ohm.cm и съпротивлението пада с 6,5 порядъка след добавяне на графенов оксид.

2. Приложение на графен в епоксидна смола – топлопроводимост

Добавяневъглеродни нанотръби (CNT)и графен към епоксидна смола, при добавяне на 20% CNTs и 20%GNPs, топлопроводимостта на композитния материал може да достигне 7,3W/mK.

3. Приложение на графен в епоксидна смола – забавяне на горенето

При добавяне на 5 тегл.% органичен функционализиран графенов оксид, стойността на забавяне на горенето се увеличава с 23,7%, а при добавяне на 5 тегл.%, се увеличава с 43,9%.

Графенът има характеристиките на отлична твърдост, стабилност на размерите и издръжливост.Като модификатор на епоксидна смола EP, той може значително да подобри механичните свойства на композитните материали и да преодолее голямото количество обикновени неорганични пълнители и ниската ефективност на модификация и други недостатъци.Изследователите са приложили химически модифицирани GO/EP нанокомпозити.Когато w(GO)=0,0375%, якостта на натиск и якостта на съответните композити се увеличават съответно с 48,3% и 1185,2%.Учените са изследвали ефекта на модификация на устойчивостта на умора и якостта на системата GO/EP: когато w(GO) = 0,1%, модулът на опън на композита се е увеличил с около 12%;когато w(GO) = 1,0%, твърдостта на огъване и якостта на композита се увеличават съответно с 12% и 23%.