Úvod do priemyselných syntetických metód a použitia expandovaného grafitu

Expandovaný grafit, tiež známy ako vermikulárny grafit, je kryštalická zlúčenina, ktorá využíva fyzikálne alebo chemické metódy na interkaláciu neuhlíkových reaktantov do prirodzene škálovaných grafitových interkalovaných nanouhlíkových materiálov a spája sa s uhlíkovými hexagonálnymi sieťovými rovinami, pričom si zachováva štruktúru grafitovej vrstvy. Zachováva si nielen vynikajúce fyzikálne a chemické vlastnosti grafitu, ako je odolnosť voči vysokým teplotám, korózii, neutrónovému toku, dlhodobému ožiareniu röntgenovým a gama žiarením. Má tiež vynikajúce fyzikálne a chemické vlastnosti, ako je nízky koeficient trenia, dobré samomazanie, elektrická a tepelná vodivosť a anizotropia. Navyše, vďaka interakcii medzi interkalovaným materiálom a grafitovou vrstvou, expandovaný grafit vykazuje nové vlastnosti, ktoré pôvodný grafit a interkalovaný materiál nemajú, a prekonáva krehkosť a odolnosť voči nárazu prírodného grafitu. Nasledujúci redaktori Furuite grafitu sa delia o úvod do priemyselných syntetických metód a použitia expandovaného grafitu:

1. Syntetické metódy bežne používané v priemysle

①Chemická oxidácia

Výhody: Chemická oxidácia je v priemysle široko používaná a dobre zavedená metóda. Preto má zjavné výhody, vyspelé technológie a nízke náklady.

Nevýhoda: Interkalačným činidlom je zvyčajne koncentrovaná kyselina sírová, ktorá spotrebúva veľké množstvo kyseliny. Vo výrobnom procese dochádza k znečisteniu škodlivými plynmi Sox a zvyšky v produkte tiež korodujú syntetické zariadenie.

②Elektrochemická oxidácia

Rovnako ako chemická oxidácia, je to jedna z bežných priemyselných metód syntézy expandovaného grafitu.

Výhody: Nie je potrebné pridávať silné oxidačné činidlá, ako sú silné kyseliny, a reakciu je možné riadiť nastavením parametrov, ako je prúd a napätie. Syntetické zariadenie je jednoduché, množstvo syntézy je veľké, elektrolyt nie je znečistený a je možné ho opätovne použiť.

Nevýhody: Stabilita syntetizovaného produktu je horšia ako pri iných metódach, ktoré vyžadujú lepšie vybavenie, a existuje mnoho faktorov, ktoré ovplyvňujú kvalitu produktu. Niekedy sa zväčšený objem produktu výrazne zníži v dôsledku zvýšenia teploty okolia. Okrem toho dochádza k vedľajším reakciám pri vysokých prúdoch vo vodných roztokoch, takže je ťažké získať zlúčeniny prvého rádu.

2. Hlavné výrobné podniky a výrobná kapacita

Výroba produktov z expandovaného grafitu v mojej krajine sa z počiatočnej fázy rozrástla na viac ako 100 výrobcov s ročnou produkciou približne 30 000 ton a koncentrácia trhu je nízka. Väčšina výrobcov sa tiež zameriava predovšetkým na výplne tesnení nižšej triedy, ktoré sa zriedka používajú v automobilových tesneniach a svetlách pre jadrové letectvo. S rozvojom domácich technológií sa však podiel špičkových produktov bude postupne zvyšovať.

3. Dopyt na trhu a prognóza tesniacich materiálov

V súčasnosti sa expandovaný grafit používa hlavne ako tesniaci materiál v automobiloch, ako sú tesnenia valcov, tesnenia sacích a výfukových otvorov atď. Tesniace materiály z expandovaného grafitu sa v mojej krajine používajú hlavne ako tesniace plnivá. V súčasnosti bol vyvinutý expandovaný grafit s nízkym obsahom uhlíka, ktorý môže výrazne znížiť výrobné náklady na expandovaný grafit, čím sa vo veľkom meradle nahradí azbest a zvýši dopyt. Na druhej strane, ak sa čiastočne nahradia plastové, gumové a kovové tesniace materiály, ročný domáci dopyt po expandovateľných grafitových tesniacich materiáloch bude vyšší.

V automobilovom priemysle každé tesnenie hlavy valcov, tesnenie nasávacieho a výfukového otvoru automobilu potrebuje približne 2 až 10 kg expandovaného grafitu a každých 10 000 automobilov potrebuje 20 až 100 ton expandovaného grafitu. Čínsky automobilový priemysel vstúpil do obdobia rýchleho rozvoja. Preto je ročný dopyt po tesniacich materiáloch z expandovaného grafitu v našej krajine stále veľmi objektívny.