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膨脹石墨

作為一種新型功能性碳素材料,膨脹石墨(Expanded Graphite,簡稱EG)是由天然石墨鱗片經插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的一種疏松多孔的蠕蟲狀物質。EG 除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤滑等優良性能以外,還具有天然石墨所沒有的柔軟、壓縮回彈性、吸附性、生態環境協調性、生物相容性、耐輻射性等特性。 早在19世紀60年代初,Brodie將天然石墨與硫酸和硝酸等化學試劑作用后加熱,發現了膨脹石墨,然而其應用則在百年之后才開始。從此,眾多國家就相繼展開了膨脹石墨的研究和開發,取得了重大的科研突破。

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,從而結構松散,多孔而彎曲,表面積擴大、表面能提高、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。

基本信息

  • 中文名稱

    膨脹石墨

  • 外文名稱

    Expanded graphite

 
  • 類型

    新型碳素材料

  • 遇高溫

    體積膨脹150~300倍

特性

①極強的耐壓性、柔韌性、可塑性和自潤滑性;

②極強的抗高、低溫、抗腐蝕、抗輻射特性;

③極強的抗震特性;

④極強的電導率;

⑤極強的抗老化、抗扭曲的特性;

⑥可以抵制各種金屬的熔化及滲透;

⑦無毒、不含任何致癌物,對環境沒有危害;

可膨脹性石墨薄片的膨脹特性不同于其他膨脹劑,受熱達到一定溫度時,由于吸留在層間點陣中化合物分解,可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******體積。膨脹體積可以達到初始時的200倍以上。膨脹后的石墨稱為膨脹石墨或石墨蠕蟲,由原鱗片狀變成密度很低的蠕蟲狀,形成了一個非常好的絕熱層。膨脹石墨既是膨脹體系中的碳源,又是絕熱層,能有效隔熱,在火災中具有熱釋放率低,質量損失小,產生的煙氣少的特點。

折疊編輯本段用途

但是從現有的文獻中可以查知,膨脹石墨是一種性能優良的吸附劑,尤其是它具有疏松多孔結構,對有機化合物具有強大的吸附能力,1 g膨脹石墨可吸附80 g石油,于是膨脹石墨就被設計成各種工業油脂和工業油料的吸附劑。

膨脹石墨極易吸附油類、有機分子及疏水性物質,用于水環保處理有著其它物質不可替代的效果。當它以粒狀形式用于水面除油時,根據水面上油面積的大小以及油種類的不同,其用量為1~lo% /rn ,吸附時間可在15rain至數h不等。

折疊編輯本段種類

柔性石墨密封材料按其用途,主要分為兩大類:一類用于各種泵、閥門、反應釜上的密封填料;另一類是用于各種管道法蘭上的石墨墊片。

① 密封填料

密封填料是將切成適當寬度和長度的膨脹石墨帶纏繞在不同規格的金屬模中,在壓力機上直接成型的預成填料,適用于各種截止閥、閘閥、調節閥、球閥、加閥等。

② 密封墊片

通常可分為兩種,一種是純石墨墊片,它是用膨脹石墨粒料直接在金屬模中壓制成型,也可用膨脹石墨板材直接沖裁或切割而成;另一種是石墨纏繞墊,是以金屬帶和膨脹石墨重疊卷成,可以在較高壓力下使用。

③ 石墨盤根

石墨盤根是用棉纖維或石墨纖維同石墨卷箔編織而成的密封材料。以棉纖維為芯的石墨盤根(SPM型)適用于壓力12MPa、溫度200℃以下的管道、閥門、機泵等的密封,接觸介質可為河水、自來水、地下水、海水、油類等。以石墨纖維為芯的石墨盤根(SPS型)適用于壓力12MPa、溫度350℃以下的管道、閥門、機泵等的密封,接觸介質除了各種水、油類外,還可以接觸酸堿物質。

折疊編輯本段優點

與其它吸附劑相比,膨脹石墨有許多優點。如采用活性炭進行水上除油,它吸附油后會下沉,吸附量也小,且不易再生利用;還有一些吸附劑,如棉花、草灰、聚丙烯纖維、珍珠巖、蛭石等,它們在吸油的同時也吸水,這給后處理帶來困難;膨脹石墨對油類的吸附量大,吸油后浮于水面,易捕撈回收,再生利用處理簡便,可采用擠壓、離心分離、振動、溶劑清洗、燃燒、加熱萃取等法,且不會形成二次污染。


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