Нанопластины из расслоенного графита

Нанопластинки расслоенного графита ( xGnP ) — это новые типы наночастиц , изготовленных из графита . ^{[1] [2] [3] [4]} Эти наночастицы состоят из небольших стопок графена толщиной от 1 до 15 нанометров и диаметром от субмикрометра до 100 микрометров. Рентгеновская дифрактограмма этого материала будет напоминать дифрактограмму графита, в том смысле, что пик 002 все еще будет появляться при ~26 ^o 2 тета. Однако пик будет выглядеть значительно меньше и шире. Эти особенности указывают на то, что межплоскостное расстояние в расслоенном графите аналогично расстоянию в исходном графите, но размер стопки (слоев графена) мал. Поскольку xGnP состоит из того же материала, что и углеродные нанотрубки , он разделяет многие электрохимические характеристики, хотя и не прочность на разрыв. Однако форма пластинки предлагает края xGnP, которые легче модифицировать химически для улучшения дисперсии в полимерах. ^{[ необходима ссылка ]}

Композитные материалы, изготовленные из полимеров , таких как пластик , нейлон или резина , можно сделать электро- или теплопроводными с добавлением небольших количеств xGnP. Эти наночастицы могут изменить фундаментальные свойства пластиков, позволяя им вести себя более подобно металлам с металлическими свойствами. Эти новые наночастицы также улучшают барьерные свойства, модуль и поверхностную прочность при использовании в композитах.

Графен является чрезвычайно электропроводящим материалом. В свою очередь, xGnP имеет порог перколяции для проводимости 1,9% по весу в термопластичной матрице. ^{[ требуется ссылка ]} При плотности 2–5% по весу проводимость достигает достаточных уровней для обеспечения электромагнитного экранирования. xGnP также можно комбинировать со стекловолокном или другими матричными материалами для обеспечения достаточной проводимости для электростатической окраски или других применений, требующих электропроводности.

xGnP значительно превосходит большинство других форм углерода по теплопроводности при использовании в контрольных смолах с плотностью 20% по весу. При этих плотностях xGnP также придает значительную электропроводность, а также улучшенные механические свойства большинству термопластичных, термореактивных или эластомерных систем. При меньших плотностях xGnP добавляет термическую стабильность различным матричным материалам.

В отличие от материалов типа технического углерода , xGnP улучшает механические свойства большинства композитов, в частности жесткость и прочность на разрыв. Было показано, что эластомерные соединения демонстрируют увеличение срока службы и снижение поверхностного износа при армировании xGnP.

Благодаря пластинчатой ​​форме xGnP значительно улучшает непроницаемость композитов при использовании при плотностях ~3% по весу или выше. Частицы xGnP можно выровнять с помощью электрического поля, хотя для использования в большинстве экструзионных систем выравнивание не является необходимым. Поскольку xGnP также обеспечивает электропроводность при этих плотностях, полученные композиты предлагают привлекательную экономию затрат для таких применений, как топливные магистрали или облицовка топливных баков.