Le graphite expansé, également appelé graphite vermiculaire, est un composé cristallin qui utilise des méthodes physiques ou chimiques pour intercaler des réactifs non carbonés dans des matériaux nanocarbonés intercalés graphitiques à l'échelle naturelle et se combiner aux plans du réseau hexagonal de carbone tout en préservant la structure de la couche de graphite. Il conserve non seulement les excellentes propriétés physiques et chimiques du graphite, telles que la résistance aux hautes températures, la résistance à la corrosion, le flux neutronique et l'irradiation longue durée aux rayons X et gamma. Il possède également d'excellentes propriétés physiques et chimiques, telles qu'un faible coefficient de frottement, une bonne autolubrification, une conductivité électrique et thermique, et une anisotropie. De plus, grâce à l'interaction entre le matériau intercalé et la couche de graphite, le graphite expansé présente de nouvelles propriétés que le graphite vierge et le matériau intercalé ne possèdent pas, et surmonte la fragilité et la résistance aux chocs du graphite naturel. Les rédacteurs de Furuite graphite suivants présentent les méthodes de synthèse industrielle et les utilisations du graphite expansé :
1. Méthodes de synthèse couramment utilisées dans l'industrie
1Oxydation chimique
Avantages : L'oxydation chimique est une méthode largement utilisée et bien établie dans l'industrie. Elle présente donc des avantages évidents, une technologie mature et un faible coût.
Inconvénient : L'agent intercalant est généralement de l'acide sulfurique concentré, qui consomme une grande quantité d'acide. Le processus de production est pollué par des gaz nocifs (SOX), et les résidus présents dans le produit corrodent également les équipements de synthèse.
②Oxydation électrochimique
Comme l’oxydation chimique, c’est l’une des méthodes de synthèse industrielle courantes pour le graphite expansé.
Avantages : Aucun ajout d'oxydants puissants, tels que des acides forts, n'est nécessaire, et la réaction peut être contrôlée en ajustant des paramètres tels que le courant et la tension. L'équipement de synthèse est simple, la quantité synthétisée est importante, l'électrolyte n'est pas pollué et peut être réutilisé.
Inconvénients : La stabilité du produit synthétisé est inférieure à celle d’autres méthodes, qui nécessitent un équipement plus performant, et de nombreux facteurs influent sur la qualité du produit. Parfois, le volume expansé du produit est fortement réduit par l’augmentation de la température ambiante. De plus, des réactions secondaires se produisent à fort courant dans les solutions aqueuses, ce qui rend difficile l’obtention de composés de premier ordre.
2. Principales entreprises de production et capacité de production
Dans mon pays, la production de produits en graphite expansé est passée de son stade initial à plus de 100 fabricants, avec une production annuelle d'environ 30 000 tonnes. La concentration du marché est faible. De plus, la plupart des fabricants se concentrent sur les matériaux de remplissage bas de gamme, rarement utilisés dans les joints automobiles et les projecteurs d'avions nucléaires. Cependant, avec le développement des technologies nationales, la part des produits haut de gamme augmentera progressivement.
3. Demande du marché et prévisions des matériaux d'étanchéité
Actuellement, le graphite expansé est principalement utilisé comme matériau d'étanchéité automobile, notamment pour les joints de cylindre, les joints d'admission et d'échappement, etc. En Chine, les matériaux d'étanchéité en graphite expansé sont principalement utilisés comme matériaux de remplissage. Le graphite expansé à faible teneur en carbone a été développé, ce qui permet de réduire considérablement son coût de production, remplaçant ainsi l'amiante à grande échelle et augmentant la demande. Par ailleurs, si les matériaux d'étanchéité en plastique, en caoutchouc et en métal pouvaient être partiellement remplacés, la demande nationale annuelle de matériaux d'étanchéité en graphite expansé augmenterait.
Dans l'industrie automobile, chaque joint de culasse, d'admission d'air et d'échappement nécessite environ 2 à 10 kg de graphite expansé, et 20 à 100 tonnes de graphite expansé pour 10 000 véhicules. L'industrie automobile chinoise est entrée dans une période de développement rapide. Par conséquent, la demande annuelle de matériaux d'étanchéité en graphite expansé de mon pays reste très objective.
Date de publication : 07/09/2022