本文探讨了MXENE/环氧树脂复合材料,其性质及其应用领域。
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什么是环氧树脂?
树脂是天然或合成的粘性单体或前聚合物,具有固体形式的非结晶和脆性质地。尤其是环氧树脂(ERS)是具有环氧官能团的树脂。它们要么通过催化均聚物化或与多种共反应剂或所谓的硬质进行交联,以形成热固性聚合物。这种交联或固化通过环氧或羟基官能团发生。这样的常见硬化剂是胺,酸,醇,苯酚和硫醇。环氧环可以通过多个途径与各种反应物反应,形成具有多功能性的环氧树脂。
ER具有出色的机械性能,固化后低收缩,残留应力低以及耐热性高。因此,它们被掺入许多增强聚合物复合材料的基质中。然而,以最纯粹的形式,ERS是脆性的,其较低的断裂韧性,无导不导率和导热率差限制了它们在现代电子设备中的应用。
可以通过添加弹性体,二氧化硅,粘土和各种纳米材料来改善这些方法。欧洲杯足球竞彩更具体地说,2D纳米材料被广泛用作填充物或增强材料,欧洲杯足球竞彩以改善ERS在电子设备中应用的所需的电和热性能。使用2D纳米填料的优点是其高纵横比和特定表面积,其量子大小驱动的其他功能。
ERS的2D纳米填料
石墨烯目前是大多数电子设备中最著名,最经过测试的填充物,由于其高电导率,高模量和电阻。但是,其应用仅限于进行复合材料。欧洲杯足球竞彩同时,六角硼硝酸盐(HBN)是具有良好导热率的电绝缘体。
除了导体和绝缘体外,介电材料在电子设备中还具有重要作用。欧洲杯足球竞彩二分法元素,例如硫化钼(MOS)2)是出色的介电材料。欧洲杯足球竞彩
新的2D过渡金属碳化物,硝酸盐和称为MXENES的碳纤维在许多电子设备中引起了很多关注。这些是分层的纳米材料,具有过渡金属和碳化物,欧洲杯足球竞彩氮化物或碳依比的交替层。他们有M的一般公式2X,m3X2和m4X3,其中M表示过渡金属,而X代表碳化物,硝酸盐或碳依抗。
mxenes的性质
MXENES可能有一个或多个终端组(tX)基于合成过程的表面,例如氧(-o),羟基(-OH)或氟(-f)。-o和-oH组赋予MXENE纳米片的亲水性特征。这些功能组还促进电导率和电化学活性。
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此外,其中一些表现出生物相容性和抗菌特性。因此,它们的应用在能源储能,纯化,电磁干扰(EMI) - 放置和无线电波吸收设备方面稳步成长。通常,通过分层的中间第三金属层合成MXENES。例如,ti3C2tX通过从Ti中去除铝(Al)层来合成3alc2使用强烈的氟化酸溶液。
MXENES/ER复合材料
MXENES/ER复合材料具有增强的机械性能的主要原因归因于TX基团在MXENES表面与环氧单体表面的插入和共价键。这显着改善了复合材料的韧性,冲击力,裂纹挠度,剪切屈服和弯曲强度。但是,由于热固体中的缺陷形成过多,因此ER中的Mxene浓度过多可能有害。一些研究表明ti3C2tX在大多数ER中,MXENE应小于5%。
此外,诸如四氢甲基酸酐(MTHPA)之类的反应物是硬化剂,与此同时,它们可以防止Ti的聚集3C2tX在ER矩阵中,并降低了ER的玻璃过渡温度。另一个纳米材料attapulgite 1d纳米棒(ATP)用于浓度<1%,以进一步增加ER的储存模量。在纤维增强的聚合物(FRP)中,涂成Mxene的纤维进一步增强了纤维与ER之间的界面相互作用。
MXENE/ER复合材料表现出极好的导热率和阻燃性。因此,它们是电热设备的理想材料,用于测量高频电流。欧洲杯足球竞彩通过合并银纳米颗粒(AG NP),可以进一步提高ER的导热率。欧洲杯猜球平台红色磷涂层的MXENE片是极好的阻燃剂。
从摩擦学的角度来看,诸如ti之类的mxenes3C2纳米片是ER基质中出色的抗裂缝和抗磨损剂。聚氟乙烯(PTFE)乳胶涂层MXENES显着降低了复合材料的摩擦系数。这有助于防止MXENE/ER涂层设备表面的疲劳破坏。
参考和进一步阅读
Giménez,R.,Serrano,B.,San-Miguel,V.,Cabanelas,J。,MXENE/环氧复合材料的最新进展:趋势和前景。聚合物2022,,,,14,1170。https://doi.org/10.3390/polym14061170
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