Jako nowy funkcjonalny materiał węglowy, grafit ekspandowany (EG) jest luźnym i porowatym materiałem przypominającym robaka, otrzymywanym z płatków naturalnego grafitu w drodze interkalacji, przemywania, suszenia i rozszerzania w wysokiej temperaturze.EG Oprócz doskonałych właściwości samego grafitu naturalnego, takich jak odporność na zimno i ciepło, odporność na korozję i samosmarowanie, ma on również cechy miękkości, odporności na ściskanie, adsorpcji, koordynacji środowiska ekologicznego, biokompatybilności i odporności na promieniowanie, które grafit naturalny nie ma.Już na początku lat sześćdziesiątych XIX wieku Brodie odkrył grafit ekspandowany poprzez ogrzewanie grafitu naturalnego za pomocą odczynników chemicznych, takich jak kwas siarkowy i kwas azotowy, ale jego zastosowanie rozpoczęło się dopiero sto lat później.Od tego czasu wiele krajów rozpoczęło badania i rozwój grafitu ekspandowanego i dokonało znaczących przełomów naukowych.
Grafit ekspandowany w wysokiej temperaturze może natychmiast zwiększyć objętość od 150 do 300 razy, od arkusza do robaka, dzięki czemu struktura jest luźna, porowata i zakrzywiona, zwiększa się pole powierzchni, poprawia się energia powierzchniowa, zwiększa się adsorpcja grafitu płatkowego wzmocniony, a grafit robakopodobny może być samomozaikowy, co zwiększa jego miękkość, sprężystość i plastyczność.
Grafit ekspandowalny (EG) to grafitowy związek międzywarstwowy otrzymywany z naturalnego grafitu płatkowego w drodze utleniania chemicznego lub utleniania elektrochemicznego.Pod względem struktury EG jest materiałem kompozytowym w skali nano.Kiedy EG otrzymany w wyniku utleniania zwykłego H2SO4 zostanie poddany działaniu wysokiej temperatury powyżej 200℃, zachodzi reakcja REDOX pomiędzy atomami węgla kwasu siarkowego i grafitu, w wyniku której powstaje duża ilość SO2, CO2 i pary wodnej, dzięki czemu EG zaczyna się rozszerzać i osiąga maksymalną objętość przy 1 100 ℃, a końcowa objętość może osiągnąć 280-krotność początkowej.Ta właściwość pozwala EG zgasić płomień poprzez chwilowe zwiększenie jego wielkości w przypadku pożaru.
Mechanizm uniepalniający EG należy do mechanizmu uniepalniającego fazy krzepnięcia, który opóźnia palenie poprzez opóźnianie lub przerywanie wytwarzania substancji palnych z substancji stałych.EG Po podgrzaniu do pewnego stopnia zacznie się rozszerzać, a ekspandowany grafit przybierze kształt wermikularny o bardzo małej gęstości w stosunku do pierwotnej skali, tworząc w ten sposób dobrą warstwę izolacyjną.Arkusz grafitu ekspandowanego jest nie tylko źródłem węgla w układzie ekspandowanym, ale także warstwą izolacyjną, która może skutecznie ocieplić izolację, opóźnić i zatrzymać rozkład polimeru;Jednocześnie w procesie rozprężania pochłaniana jest duża ilość ciepła, co powoduje obniżenie temperatury układu.Ponadto podczas procesu spieniania w międzywarstwie uwalniane są jony kwasowe, co sprzyja odwodnieniu i karbonizacji.
EG jako bezhalogenowy środek zmniejszający palność chroniący środowisko, ma następujące zalety: nietoksyczny, po podgrzaniu nie wytwarza toksycznych i żrących gazów oraz wytwarza niewielką ilość gazów spalinowych;Dodana ilość jest niewielka;Brak kapania;Silna zdolność adaptacji do środowiska, brak zjawiska migracji;Stabilność UV i stabilność światła są dobre;Źródło jest wystarczające, a proces produkcji jest prosty.Dlatego EG jest szeroko stosowany w różnych materiałach zmniejszających palność i ognioodpornych, takich jak uszczelki ognioodporne, płyty ognioodporne, powłoki ognioodporne i antystatyczne, worki ognioodporne, plastikowe materiały blokujące ogień, pierścienie ognioodporne i tworzywa sztuczne zmniejszające palność.
Czas publikacji: 09 listopada 2023 r