Вспученный графит, также известный как вермикулярный графит, представляет собой кристаллическое соединение, в котором с помощью физических или химических методов происходит интеркаляция не содержащих углерод реагентов в природные графитовые интеркалированные наноматериалы из углерода и их соединение с плоскостями гексагональной углеродной сетки при сохранении слоистой структуры графита. Он не только сохраняет превосходные физико-химические свойства графита, такие как высокая термостойкость, коррозионная стойкость, устойчивость к нейтронному излучению, рентгеновскому и гамма-излучению в течение длительного времени, но и обладает отличными физико-химическими свойствами, такими как низкий коэффициент трения, хорошая самосмазка, электрическая и тепловая проводимость, а также анизотропия. Более того, благодаря взаимодействию между интеркалированным материалом и графитовым слоем, вспученный графит проявляет новые свойства, которыми не обладают чистый графит и интеркалированный материал, и преодолевает хрупкость и ударопрочность природного графита. Следующие редакторы Furuite, посвященные графиту, рассказывают о методах промышленного синтеза и применении вспученного графита:
1. Синтетические методы, широко используемые в промышленности.
①Химическое окисление
Преимущества: Химическое окисление — широко используемый и хорошо зарекомендовавший себя метод в промышленности. Поэтому он обладает очевидными преимуществами, зрелой технологией и низкой себестоимостью.
Недостаток: В качестве интеркалирующего агента обычно используется концентрированная серная кислота, расход которой очень велик. В процессе производства происходит загрязнение вредными газами, содержащими оксиды серы, а остатки в продукте также вызывают коррозию синтетического оборудования.
②Электрохимическое окисление
Подобно химическому окислению, это один из распространенных в промышленности методов синтеза вспученного графита.
Преимущества: Нет необходимости добавлять сильные окислители, такие как сильные кислоты, а реакцию можно контролировать, регулируя такие параметры, как ток и напряжение. Синтезирующее оборудование простое, объем синтеза большой, электролит не загрязняет окружающую среду и может быть использован повторно.
Недостатки: Стабильность синтезированного продукта хуже, чем при использовании других методов, требующих более сложного оборудования, и существует множество факторов, влияющих на качество продукта. Иногда объем продукта значительно уменьшается из-за повышения температуры окружающей среды. Кроме того, при высоких токах в водных растворах происходят побочные реакции, поэтому трудно получить соединения первого порядка.
2. Основные производственные предприятия и производственные мощности
Производство вспученного графита в нашей стране выросло с начального уровня до более чем 100 производителей с годовым объемом около 30 000 тонн, при этом концентрация рынка низкая. Кроме того, большинство производителей специализируются в основном на низкокачественных уплотнительных материалах, редко используемых в автомобильных уплотнениях и авиационной арматуре. Однако с развитием отечественных технологий доля высококачественной продукции будет постепенно увеличиваться.
3. Рыночный спрос и прогноз на уплотнительные материалы.
В настоящее время вспученный графит в основном используется в качестве автомобильных уплотнительных материалов, таких как прокладки цилиндров, прокладки впускных и выпускных каналов и т. д. В нашей стране вспученные графитовые уплотнительные материалы в основном используются в качестве наполнителей. В настоящее время разработан вспученный графит с низким содержанием углерода, что позволяет значительно снизить себестоимость его производства, тем самым в больших масштабах заменяя асбест и увеличивая спрос. С другой стороны, если удастся частично заменить пластиковые, резиновые и металлические уплотнительные материалы, ежегодный внутренний спрос на вспученные графитовые уплотнительные материалы возрастет.
В автомобильной промышленности для каждой прокладки головки блока цилиндров, воздухозаборника и выпускного коллектора требуется около 2–10 кг вспененного графита, а на каждые 10 000 автомобилей необходимо 20–100 тонн вспененного графита. Автомобильная промышленность Китая вступила в период стремительного развития. Поэтому ежегодная потребность страны в уплотнительных материалах из вспененного графита остается весьма объективной.
Дата публикации: 07.09.2022