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青島膨脹石墨的性質以及應用有什麽

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青島膨脹石墨的性質以及應用有什麽

發布日期:2018-06-25 作者:青島茄子视频懂你更app下载官网密封材料有限公司 點擊:

       石墨是一種天然固體潤滑劑,資源豐富,價格便宜,用途廣泛。石墨具有層狀結構,堿金屬、鹵素金屬鹵化物、強氧化性含氧酸都可嵌入層間,形成層間化合物。膨脹石墨是以天然鱗片石墨為原料,經化學或電化處理而得到的一種石墨層間化合物產品,被譽為世界“密封之 王”。本文主要對石墨的優良特性及膨脹石墨的應用作了係統概述。

       膨脹石墨遇高溫可瞬間體積膨脹150~300 倍,由片狀變為蠕蟲狀,從而結構鬆散,多孔而彎曲,表麵積擴大、表麵能提高、吸附鱗片石墨力增強,蠕蟲狀石墨之間可自行嵌合,這樣增加了它的柔軟性、回彈性和可塑性。膨脹石墨是生產柔性石墨板材、各種密封件的優質材料。其耐溫範圍寬,在-200~3600之間,在溫、高壓或輻射條件下工作,不發生分解、變形或老化,化學性質穩定,被廣泛應用於機械、石油、化工、冶金、航海、航空航天、交通等工業領域。

可膨脹石墨

1、膨脹石墨性質

膨脹石墨材料又稱柔性石墨材料,是一種利用物理或化學的方法使非碳質反應物插入石墨層間,與炭素的六角網絡平麵結合的同時又保持了石墨層狀結構的晶體化合物。它不僅保持石墨耐高溫、耐腐蝕、能承受中子流、x射線、γ射線的長期輻照,磨擦係數低,自潤滑性好,導電導熱、並呈各向異性等優異的理化性質,而且由於插入物質與石墨層的相互作用而呈現出原有石墨及插層物質不具備的新性能,克服了天然石墨脆性及抗衝擊很差的缺點。插有層間化合物的石墨在遇到高溫時,層間化合物將分解,產生一種沿石墨層間C軸方向的推力,這個推力遠大於石墨粒子的層間結合力,在這個推力的作用下石墨層間被推開,從而使石墨粒子沿C軸方向高倍地膨脹,形成蠕蟲狀的膨脹石墨。石墨層與層之間可“嵌”入化學物質而具有可膨脹性。如可采用硫酸處理石墨,幹燥後石墨在高溫下膨脹,這是由於硫酸分子“嵌”入石墨層所致。膨脹石墨薄片的膨脹特性不同於其他膨脹劑,受熱達到一定溫度時,由於吸留在層間點陣中化合物分解,膨脹石墨便開始膨脹,稱為起始膨脹溫度,在1000℃時膨脹完全,達到大體積。膨脹體積可以達到初始時的200倍以上。

2、 膨脹石墨的應用

2.1 密封材料

我國柔性石墨密封件的研製有著得天獨厚的條件,其原料鱗片石墨的儲量和品質均占世界 第 一。膨脹石墨又稱柔性石墨,是以鱗片石墨為原料經過特殊加工而成,是當今工程行業密封的選材料,用它製作的石墨板材、密封元件被廣泛用於宇航機械電子核能石化電力船舶冶煉等行業。它具有質輕、導電、導熱、耐高溫、耐酸堿腐蝕、回彈性好、潤滑性、可塑性和化學穩定性等優良特性,被譽為世界“密封之 王”。

石墨密封件產品主要分兩類:軟密封件和硬密封件。軟密封件也叫柔性石墨密封件,是用磷片石墨經化學處理、高溫膨脹獲得“石墨蠕蟲”,然後進一步加工成密封件。其主要品種有膨脹石墨盤根、膨脹石墨填料環、膨脹石墨金屬纏繞墊、膨脹石墨金屬複合高強墊片、膨脹石墨金屬複合高強板、浸漬碳纖維- 膨脹石墨複合盤根。硬密封件是用多孔石墨浸漬樹脂或金屬,再加工成旋轉密封件或機械密封的動環和靜環。此外,石墨與高分子有機化合物相結合,可製成特種密封件。例如,與聚氨酯彈性體結合,可用於油田抽油機密封圈;與聚四氟乙烯結合,可用於新型柱塞閥的上下密封圈。

2.2 環保領域

高溫膨化得到的膨脹石墨,具有豐富的孔結構,因而有優良的吸附性能,所以在環保和生物醫學上有廣泛的用途。膨脹石墨的孔結構有開放孔和封閉孔兩種,孔容積占98%左右,而且以大孔為主,孔徑分布範圍1~10.3nm,峰值10.3nm。由於它是以大孔、中孔為主,所以與活性炭、分子篩等微孔材料在吸附特性上也有所不同。它適於液相吸附,而不適於氣相吸附。在液相吸附中它親油疏水,1g膨脹石墨可吸附80g以上重油,因而它是一種很有前途的清除水麵油汙染的環保材料。采用壓榨法或抽吸過濾法可分別從吸著有自身重量約80倍的A重油或原油的膨脹石墨中,回收80%或50%~70%.的重油。研究同時發現,其中若采用抽吸過濾法時,對粘性較高的B重油及C重油幾乎不回收,同時對膨脹石墨所特有的膨鬆度不損壞而可以再吸附利用。然而,隨著反複回收操作,其吸著量和回收量將逐步減少。

2. 3 醫學

由於膨脹石墨有對有機、生物大分子的吸附特性,在生物醫學材料上有廣泛的應用前景。膨脹石墨是一種高碳新材料,理化特性有較強的吸附性能,透水透氣,人體不吸收、無刺激,可做為燒傷創麵的外用材料。 碳及碳素材料用於人體工程的研究,可追塑到二次世界大戰期間:活性碳成功用於燒傷和凍傷創麵;以後相繼開始內服 治 療 腹瀉;血液過濾;碳纖維及碳/碳複合材料製造顱骨、齒根、心髒瓣膜等;前蘇聯還將活性碳纖維用於晚期乳腺癌、宮頸癌術後糜爛的傷口上,其有良好的吸附 抗 炎 效果。各種碳及碳素材料在人體應用實踐表明:具有良好的生物相溶性,無排斥反應,無毒無害,無刺激、無致敏。

2.5.2 塑料材料的阻燃

可膨脹石墨是塑料材料良好的阻燃劑,其具有無鹵、無毒、無汙染等特點,單獨使用或與其它阻燃劑混合使用都可達到理想的阻燃效果。可膨脹石墨在達到同樣阻燃效果時,用量遠小於普通阻燃劑。其作用原理是:在高溫時,可膨脹石墨急劇膨脹,窒息了火焰,同時其生成的石墨膨體材料覆蓋在基材表麵,隔絕了熱能輻射和氧的接觸;其夾層內部的酸根在膨脹時釋放出來,也促進了基材的炭化,從而通過多種阻燃方式達到良好的效果。目前,膨脹石墨已經大量用於阻燃聚氨酯、阻燃聚烯烴、阻燃橡膠、阻燃聚苯烯塑料、阻燃碳酸酯齊聚物、阻燃瀝青及阻燃電纜等方麵。

2.5.3 防火包、可塑型防火堵料、阻火圈

因為膨脹石墨在高溫中具有抗破壞能力及較高的膨脹率,可作為防火包、可塑型防火堵料、阻火圈成分中有效的膨脹阻燃材料,用於建築中的防火封堵(例如密封建築管道、電纜、電線、煤氣、瓦斯管、風管穿過的孔洞等場合)。

2.5.4 塗料上的應用

可膨脹石墨的細顆粒加入到普通塗料中,可製得效果較好的阻燃防靜電塗料,提高其耐高溫及防火性能。其在火災中形成的大量輕質不燃炭層,能有效阻隔熱量向基材的輻射,有效保護基材。另外由於石墨是良好的電導體,製得的塗料可防止靜電荷的聚集,用於石油儲罐,達到防火防靜電的雙重效果。


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