膨胀石墨的工业合成方法及用途介绍

膨胀石墨又称蠕虫状石墨，是一种利用物理或化学方法将非碳反应物插层到天然尺度石墨插层纳米碳材料中，并与碳六边形网络平面结合，同时保持石墨层状结构的晶体化合物。它不仅保持了石墨优异的物理化学性能，如耐高温、耐腐蚀、耐中子通量、耐X射线和γ射线长期辐照等，还具有摩擦系数低、自润滑性好、导电导热性能好、各向异性等优异的物理化学性能。此外，由于插层材料与石墨层间的相互作用，膨胀石墨表现出了天然石墨和插层材料所不具备的全新性能，克服了天然石墨的脆性和抗冲击性。下面富瑞特石墨编辑分享膨胀石墨的工业合成方法及用途介绍：

1. 工业上常用的合成方法

①化学氧化

优点：化学氧化法是工业上应用广泛、成熟的方法，优势明显，技术成熟，成本低廉。

缺点：插层剂通常采用浓硫酸，耗酸量大，生产过程中有SOx有害气体污染，产品中残留物也会腐蚀合成设备。

②电化学氧化

与化学氧化法一样，它是膨胀石墨常见的工业合成方法之一。

优点：无需添加强酸等强氧化剂，可通过调节电流、电压等参数来控制反应。合成设备简单，合成量大，电解液无污染，可重复使用。

缺点：合成产物的稳定性较其他方法差，对设备要求较高，且影响产品质量的因素较多。有时由于环境温度升高，产物的膨胀体积会大大减少。此外，在水溶液中大电流下会发生副反应，因此很难获得一级化合物。

2、主要生产企业及生产能力

我国膨胀石墨制品生产从起步阶段发展到目前拥有100多家生产厂家，年产量约3万吨，市场集中度较低。且大部分厂家以低端密封填料为主，在汽车密封件、核航空灯等领域应用较少。但随着国内技术的发展，高端产品占比将逐步提升。

3、密封材料市场需求及预测

目前，膨胀石墨主要用作汽车密封材料，如气缸垫片、进排气口垫片等。我国膨胀石墨密封材料主要用作密封填料。目前，低碳含量的膨胀石墨已经得到开发，可大幅降低膨胀石墨的生产成本，从而大规模替代石棉，需求量将会增加。另一方面，如果能部分替代塑料、橡胶和金属密封材料，国内对可膨胀石墨密封材料的年需求量将更大。

在汽车工业中，每辆汽车气缸盖垫片、进排气口垫片约需膨胀石墨2~10kg，每万辆汽车需膨胀石墨20~100吨。我国汽车工业已进入快速发展时期，因此，我国每年对膨胀石墨密封材料的需求量还是很客观的。