تراوايي نانوكامپوزيت‌هاي لاستيكي پرشده با نانو صفحات گرافن

ermeability of Rubber Nano-Composites Filled with Graphene Nano Platelets

با توجه به ويژگي‌هاي مكانيكي، حرارتي، الكتريكي و سدگري فوق‌العاده، گرافن در بسياري از صنايع مختلف از جمله صنايع بسته‌بندي و تاير كه ميزان تراوايي گاز در آن‌ها مهم است، استفاده مي‌شود. از مسائل مهم در صنعت تاير، بهبود ناتراوايي هوا از تيوب‌داخلي است. چالش اصلي در اين كاربرد، كاهش تراوايي گاز يا هواست كه بايد با استفاده از روش‌هاي ساخت، استفاده از نانوذره مناسب، اصلاح سطح آن‌ها و مهندسي فصل مشترك، آن را بهبود بخشيد. لايه‌هاي گرافن با ايجاد مسير پيچ‌درپيچ، مانعي براي مولكول‌هاي گاز شده و عبور گاز يا هوا را به تأخير مي‌اندازد و به‌شدت كاهش مي‌دهد. در اين مقاله‌ي مروري، تعدادي از تحقيقات تازه انجام شده روي نانوكامپوزيت‌هاي با بستر لاستيكي، با روش‌هاي ساخت مختلف و با كاربردهاي مختلف، توضيح داده شده است. شرط لازم براي كاهش تراوايي مطلوب در نانوكامپوزيت، ايجاد پراكنش مناسب نانوذرات در بستر و ايجاد برهمكنش خوب با پليمر است كه مي‌توان با روش‌هاي مختلف آن را بهينه كرد. در اين مرور، مدل‌سازي تحليلي براي تراوايي گاز از ميان فيلم نانوكامپوزيت پرشده با گرافن با جزئيات ارائه شده است.

According to its outstanding mechanical, thermal, electrical and barrier properties, graphene is being used for various applications such as packaging and tire that gas impermeability is a crucial factor. The main challenge in these applications is to enhance gas impermeability by means of improved fabrication methods, nano-particle surface modification, and other interfacial engineering methods. It is worth noting that graphene layers by producing a tortuous path which acts as a barrier for gas molecules that delay and dramatically decreases the gas permeation. In this review, recent research developments in elastomeric nano-composites with different fabrication methods and barrier applications are explained. A prerequisite to reduce gas permeability in nano-composites is to create a good dispersion of nanoparticles in the matrix and a good interaction with the polymer that can be optimized in different ways. Analytical models for gas permeability through the nano-composite films filled with graphene are also reviewed in detail.