Als neues funktionelles Kohlenstoffmaterial ist expandierter Graphit (EG) ein lockeres und poröses wurmartiges Material, das durch Interkalation, Waschen, Trocknen und Hochtemperaturexpansion aus natürlichen Graphitflocken gewonnen wird.Zusätzlich zu den hervorragenden Eigenschaften von Naturgraphit wie Kälte- und Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Selbstschmierung weist EG auch die Eigenschaften Weichheit, Druckfestigkeit, Adsorption, ökologische und umweltbezogene Koordination, Biokompatibilität und Strahlungsbeständigkeit auf, die Naturgraphit nicht aufweist haben.Bereits in den frühen 1860er Jahren entdeckte Brodie expandierten Graphit, indem er natürlichen Graphit mit chemischen Reagenzien wie Schwefelsäure und Salpetersäure erhitzte.Seine Anwendung begann jedoch erst nach hundert Jahren.Seitdem haben viele Länder sukzessive die Forschung und Entwicklung von expandiertem Graphit betrieben und große wissenschaftliche Durchbrüche erzielt.
Blähgraphit kann sich bei hoher Temperatur sofort um das 150- bis 300-fache seines Volumens ausdehnen und sich von flockig in vermikulär verändern, was zu einer lockeren, porösen und gekrümmten Struktur, einer vergrößerten Oberfläche, einer verbesserten Oberflächenenergie, einer verbesserten Adsorption von Flockengraphit und Selbstchimärismus dazwischen führt Vermiculargraphit, der seine Flexibilität, Widerstandsfähigkeit und Plastizität erhöht.
Mehrere Entwicklungsrichtungen von Blähgraphit sind wie folgt:
1. Blähgraphit für besondere Zwecke
Experimente zeigen, dass Graphitwürmer die Funktion haben, elektromagnetische Wellen zu absorbieren, was dazu führt, dass expandierter Graphit einen hohen militärischen Einsatzwert hat.Sowohl das US-Militär als auch unser Militär haben in diesem Bereich experimentelle Forschungen durchgeführt.Der expandierte Graphit muss die folgenden Anforderungen erfüllen: (1) niedrige anfängliche Expansionstemperatur und großes Expansionsvolumen;(2) Die chemischen Eigenschaften sind stabil und die Expansionsrate nimmt nach 5-jähriger Lagerung grundsätzlich nicht ab.(3) Die Oberfläche von expandiertem Graphit ist neutral und weist keine Korrosion der Patronenhülse auf.
2. Körniger Blähgraphit
Kleinteiliger expandierter Graphit bezieht sich hauptsächlich auf expandierbaren Graphit mit 300 Zwecken und einem Expansionsvolumen von 100 ml/g.Dieses Produkt wird hauptsächlich für flammhemmende Beschichtungen verwendet und ist sehr gefragt.
3. Blähgraphit mit hoher Anfangsausdehnungstemperatur
Die anfängliche Expansionstemperatur von expandiertem Graphit mit hoher anfänglicher Expansionstemperatur beträgt 290–300 °C und das Expansionsvolumen beträgt ≥ 230 ml/g.Diese Art von expandiertem Graphit wird hauptsächlich zur Flammhemmung von technischen Kunststoffen und Gummi verwendet.Dieses Produkt wurde von der Hebei Agricultural University erfolgreich entwickelt und zum nationalen Patent angemeldet.
4. Oberflächenmodifizierter Graphit
Bei der Verwendung von Blähgraphit als flammhemmendes Material kommt es zu einer Löslichkeit von Graphit und anderen Bestandteilen.Aufgrund des hohen Mineralisierungsgrades auf der Oberfläche von Graphit ist es weder lipophil noch hydrophil.Daher ist es notwendig, die Oberfläche von Graphit zu modifizieren, um das Problem der Kompatibilität zwischen Graphit und anderen Komponenten zu lösen.Einige Leute haben vorgeschlagen, die Oberfläche von Graphit aufzuhellen, das heißt, die Oberfläche von Graphit mit einem festen weißen Film zu bedecken.Das ist ein schwer zu lösendes Problem.Dabei handelt es sich um Membranchemie oder Oberflächenchemie, die im Labor durchgeführt werden kann.Es gibt Schwierigkeiten bei der Industrialisierung.Diese Art von weißem Blähgraphit wird hauptsächlich als flammhemmende Beschichtung verwendet.
5. Niedrige anfängliche Expansionstemperatur und expandierter Graphit bei niedriger Temperatur
Diese Art von expandiertem Graphit beginnt bei 80–150 °C zu expandieren und sein Expansionsvolumen erreicht 250 ml/g bei 600 °C.Die Schwierigkeiten bei der Herstellung von Blähgraphit, der diese Bedingung erfüllt, liegen in: (1) der Auswahl eines geeigneten Interkalationsmittels;(2) Kontrolle und Beherrschung der Trocknungsbedingungen;(3) Bestimmung der Feuchtigkeit;(4) Die Lösung von Umweltschutzproblemen.Derzeit befindet sich die Herstellung von Tieftemperatur-Blähgraphit noch im Versuchsstadium.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. Februar 2023