Cenários de uso de grafite expansível
1. O material de vedação é uma mistura de grafite de alto carbono com ácido sulfúrico e ácido nítrico concentrados, submetida a tratamento de acidificação, tratamento térmico e, em seguida, prensada e moldada. A grafite flexível preparada é um novo material de vedação de alto desempenho, sendo um tipo de nanomaterial cultivado in situ. Comparada com a borracha de amianto e outros materiais de vedação tradicionais, apresenta boa compressibilidade, resiliência, autoadesão, baixa densidade e outras propriedades excelentes, podendo ser utilizada em altas temperaturas, alta degradação e outras condições de trabalho severas por longos períodos. As placas de grafite e os componentes de vedação fabricados com ela são amplamente utilizados nas indústrias aeroespacial, de máquinas, eletrônica, de energia nuclear, petroquímica, de energia elétrica, naval, de fundição e outras. Devido às suas excelentes propriedades de leveza, condutividade, condutividade térmica, resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão por ácidos e álcalis, boa resiliência, lubrificação, plasticidade e estabilidade química, entre outras, é conhecida como o "rei da vedação" mundial.
2. O grafite expansível obtido por expansão a alta temperatura, na área de proteção ambiental, possui uma rica estrutura porosa e excelente desempenho de adsorção, o que lhe confere uma ampla gama de aplicações em proteção ambiental e biomedicina. A estrutura porosa do grafite expansível divide-se em dois tipos: poros abertos e poros fechados. O volume de poros do grafite expansível é de aproximadamente 98%, sendo principalmente poros grandes com distribuição de tamanho de poros na faixa de 1 a 10,3 nm. Por ser predominantemente macroporoso, com predominância de mesoporos, suas características de adsorção diferem das do carvão ativado e de outros materiais microporosos. É adequado para adsorção em fase líquida, mas não em fase gasosa. Apresenta comportamento oleofílico e hidrofóbico em adsorção em fase líquida. 1 g de grafite expansível pode adsorver mais de 80 g de óleo pesado, sendo, portanto, um material promissor para a limpeza de poluentes oleosos em superfícies aquáticas. No tratamento de efluentes de indústrias químicas, microrganismos (bactérias) são frequentemente utilizados. O grafite expansível é um bom suporte microbiano, especialmente no tratamento de água contaminada por macromoléculas orgânicas de petróleo. Devido à sua boa estabilidade química e possibilidade de reutilização renovável, apresenta um bom potencial de aplicação.
3. Devido às características de adsorção de macromoléculas orgânicas e biológicas do grafite expansível, a medicina apresenta um amplo leque de aplicações em materiais biomédicos.
4. O grafite expansível, um material de bateria de alta energia, é utilizado na transformação da energia livre em energia elétrica através da reação das camadas de grafite expansível. Normalmente, o grafite expansível é usado como cátodo, o lítio como ânodo, ou um composto de grafite expansível com óxido de prata como cátodo e zinco como ânodo. Tinta de fluoreto fóssil, ácido grafítico e haletos metálicos de grafite expansível, como AuCl3 e TiF4, também são utilizados em baterias.
5, retardante de chamas
Devido à expansibilidade do grafite expansível e à sua alta resistência à temperatura, este material torna-se uma excelente vedação, sendo amplamente utilizado em fitas de vedação contra incêndio. Existem duas formas principais: a primeira consiste na expansão de materiais de grafite e borracha, com adição de retardante de chama inorgânico, acelerador, agente de vulcanização, agente de reforço e carga, seguida da vulcanização e moldagem para a produção de fitas de vedação expansíveis de diversas especificações. Estas fitas são utilizadas principalmente em portas e janelas corta-fogo, entre outras aplicações. A fita de vedação expansível bloqueia o fluxo de fumaça do início ao fim, tanto em temperatura ambiente quanto em incêndios. A segunda forma utiliza uma fita de fibra de vidro como suporte, na qual o grafite expansível é colado com um aglutinante. O adesivo formado pelo material carbonizado em alta temperatura, devido à força de cisalhamento, impede eficazmente o deslizamento do grafite. Este método é utilizado principalmente em portas corta-fogo, mas não bloqueia eficazmente o fluxo de gases de combustão frios em temperatura ambiente ou baixas temperaturas, sendo necessário o uso de selantes específicos para temperatura ambiente.
O grafite expansível retardante de chamas é um excelente retardante de chamas para materiais plásticos. Possui características de não toxicidade e não poluente. Pode atingir o efeito retardante de chamas ideal quando usado sozinho ou misturado com outros retardantes de chamas. O grafite expansível pode alcançar o mesmo efeito retardante de chamas, em uma quantidade muito menor do que os retardantes de chamas comuns. Seu princípio de ação é o seguinte: em altas temperaturas, a expansão do grafite permite uma rápida propagação, sufocando a chama, e o material de grafite gerado pela expansão cobre a superfície do substrato, isolando-o da radiação térmica e do contato com o oxigênio. Os radicais ácidos presentes na camada intermediária são liberados durante a expansão, o que também promove a carbonização do substrato, resultando em bons resultados através de diversos métodos de retardamento de chamas.
Saco à prova de fogo, bloco de plástico à prova de fogo, anel resistente ao fogo: devido à capacidade do grafite expansível em altas temperaturas de resistir a danos e apresentar alta taxa de expansão, pode ser utilizado como componente em sacos à prova de fogo, blocos de plástico à prova de fogo e anéis resistentes ao fogo, sendo um material eficaz de expansão e retardante de chamas. É utilizado para vedação contra incêndio em construções (como: vedação de tubulações, cabos, fios, gás, tubos de gás, tubos de ar e outras aberturas).
Aplicação em revestimentos: Partículas finas de grafite expansível podem ser adicionadas a revestimentos comuns para produzir revestimentos com melhores propriedades retardantes de chama e antiestáticas, além de melhorar sua resistência a altas temperaturas e ao fogo. A grande quantidade de camada de carbono leve e não combustível formada durante o incêndio pode bloquear eficazmente a radiação térmica para o substrato, protegendo-o. Além disso, como o grafite é um bom condutor elétrico, o revestimento pode prevenir o acúmulo de carga eletrostática, sendo utilizado em tanques de armazenamento de petróleo, alcançando o duplo efeito de prevenção de incêndio e antiestática.
Placa de prevenção de incêndio, placa resistente à corrosão e a altas temperaturas: base metálica revestida com camada de grafite expansível, camada adesiva carbonizada entre a camada de grafite expansível e a base metálica, e camada protetora carbonizada sobre a camada de grafite expansível. Resistente à corrosão, a altas temperaturas e a altas pressões. Ao mesmo tempo, pode ser usada normalmente em baixas temperaturas. Não teme o resfriamento e o aquecimento rápidos e possui excelente coeficiente de condução de calor. A temperatura de operação é de -100 °C a 2.000 °C. Ampla gama de aplicações, fácil de fabricar e baixo custo. Além disso, o grafite expansível expandido em alta temperatura, prensado em papel grafite, também é usado em locais de isolamento contra incêndio.
