Ekspandirani grafit, znan tudi kot vermikularni grafit, je kristalinična spojina, ki uporablja fizikalne ali kemične metode za interkalacijo neogljikovih reaktantov v grafitne interkalirane nanoogljikove materiale v naravnem obsegu in združevanje z ogljikovimi heksagonalnimi mrežnimi ravninami, medtem ko ohranja strukturo grafitne plasti. Ne samo da ohranja odlične fizikalne in kemijske lastnosti grafita, kot so odpornost na visoke temperature, odpornost proti koroziji, nevtronski tok, dolgoročno obsevanje rentgenskih in gama žarkov. Ima tudi odlične fizikalne in kemijske lastnosti, kot so nizek koeficient trenja, dobro samomazanje, električna in toplotna prevodnost ter anizotropija. Poleg tega ima ekspandirani grafit zaradi interakcije med interkaliranim materialom in grafitno plastjo nove lastnosti, ki jih neokrnjeni grafit in interkalirani material nimata, ter premaga krhkost in odpornost proti udarcem naravnega grafita. Naslednji urejevalniki grafita Furuite delijo uvod v metode industrijske sinteze in uporabo ekspandiranega grafita:
1. Sintetične metode, ki se pogosto uporabljajo v industriji
①Kemična oksidacija
Prednosti: Kemična oksidacija je široko uporabljena in dobro uveljavljena metoda v industriji. Zato ima očitne prednosti, zrelo tehnologijo in nizke stroške.
Slabost: interkalacijsko sredstvo je običajno koncentrirana žveplova kislina, ki porabi veliko količino kisline. V proizvodnem procesu je onesnaženje s škodljivimi plini Sox, ostanki v izdelku pa tudi razjedajo opremo za sintezo.
②Elektrokemična oksidacija
Tako kot kemična oksidacija je to ena od običajnih industrijskih metod sinteze ekspandiranega grafita.
Prednosti: Ni potrebe po dodajanju močnih oksidantov, kot so močne kisline, in reakcijo je mogoče nadzorovati s prilagajanjem parametrov, kot sta tok in napetost. Oprema za sintezo je preprosta, količina za sintezo je velika, elektrolit ni onesnažen in ga je mogoče ponovno uporabiti.
Slabosti: Stabilnost sintetiziranega produkta je slabša od drugih metod, ki zahtevajo višjo opremo, veliko dejavnikov pa vpliva na kakovost produkta. Včasih se povečana prostornina izdelka močno zmanjša zaradi povišane temperature okolja. Poleg tega obstajajo stranske reakcije pri visokih tokovih v vodnih raztopinah, zato je težko dobiti spojine prvega reda.
2. Glavna proizvodna podjetja in proizvodne zmogljivosti
Proizvodnja izdelkov iz ekspandiranega grafita v moji državi se je od začetne stopnje povečala na več kot 100 proizvajalcev, z letno proizvodnjo približno 30.000 ton, tržna koncentracija pa je nizka. Poleg tega je večina proizvajalcev predvsem nizkocenovnih polnil za tesnila, ki se redko uporabljajo v avtomobilskih tesnilih in lučeh jedrskega letalstva. Z razvojem domače tehnologije pa se bo postopoma povečeval delež vrhunskih izdelkov.
3. Tržno povpraševanje in napoved tesnilnih materialov
Trenutno se ekspandirani grafit uporablja predvsem kot avtomobilski tesnilni material, kot so tesnila cilindrov, tesnila sesalnih in izpušnih odprtin itd. Tesnilni materiali ekspandiranega grafita se v moji državi uporabljajo predvsem kot tesnilna polnila. Trenutno je bil razvit ekspandirani grafit z nizko vsebnostjo ogljika, ki lahko močno zmanjša proizvodne stroške ekspandiranega grafita, s čimer v velikem obsegu nadomesti azbest in poveča povpraševanje. Po drugi strani pa, če je mogoče delno nadomestiti plastične, gumijaste in kovinske tesnilne materiale, bo letno domače povpraševanje po raztegljivih grafitnih tesnilnih materialih večje.
V avtomobilski industriji vsako avtomobilsko tesnilo glave motorja, tesnilo odprtine za dovod zraka in izpušne odprtine potrebuje približno 2~10 kg ekspandiranega grafita, vsakih 10.000 avtomobilov pa potrebuje 20~100 ton ekspandiranega grafita. Kitajska avtomobilska industrija je vstopila v obdobje hitrega razvoja. Zato je letno povpraševanje moje države po ekspandiranem grafitnem tesnilnem materialu še vedno zelo objektivno.
Čas objave: 7. september 2022