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膨胀石墨

作为一种新型功能性碳素材料,膨胀石墨(Expanded Graphite,简称EG)是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质。EG 除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外,还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、生态环境协调性、生物相容性、耐辐射性等特性。 早在19世纪60年代初,Brodie将天然石墨与硫酸和硝酸等化学试剂作用后加热,发现了膨胀石墨,然而其应用则在百年之后才开始。从此,众多国家就相继展开了膨胀石墨的研究和开发,取得了重大的科研突破。

膨胀石墨遇高温可瞬间体积膨胀150~300倍,由片状变为蠕虫状,从而结构松散,多孔而弯曲,表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强,蠕虫状石墨之间可自行嵌合,这样增加了它的柔软性、回弹性和可塑性。

基本信息

  • 中文名称

    膨胀石墨

  • 外文名称

    Expanded graphite

 
  • 类型

    新型碳素材料

  • 遇高温

    体积膨胀150~300倍

特性

①极强的耐压性、柔韧性、可塑性和自润滑性;

②极强的抗高、低温、抗腐蚀、抗辐射特性;

③极强的抗震特性;

④极强的电导率;

⑤极强的抗老化、抗扭曲的特性;

⑥可以抵制各种金属的熔化及渗透;

⑦无毒、不含任何致癌物,对环境没有危害;

可膨胀性石墨薄片的膨胀特性不同于其他膨胀剂,受热达到一定温度时,由于吸留在层间点阵中化合物分解,可膨胀石墨便开始膨胀,称为起始膨胀温度,在1000℃时膨胀完全,达到******体积。膨胀体积可以达到初始时的200倍以上。膨胀后的石墨称为膨胀石墨或石墨蠕虫,由原鳞片状变成密度很低的蠕虫状,形成了一个非常好的绝热层。膨胀石墨既是膨胀体系中的碳源,又是绝热层,能有效隔热,在火灾中具有热释放率低,质量损失小,产生的烟气少的特点。

折叠编辑本段用途

但是从现有的文献中可以查知,膨胀石墨是一种性能优良的吸附剂,尤其是它具有疏松多孔结构,对有机化合物具有强大的吸附能力,1 g膨胀石墨可吸附80 g石油,于是膨胀石墨就被设计成各种工业油脂和工业油料的吸附剂。

膨胀石墨极易吸附油类、有机分子及疏水性物质,用于水环保处理有着其它物质不可替代的效果。当它以粒状形式用于水面除油时,根据水面上油面积的大小以及油种类的不同,其用量为1~lo% /rn ,吸附时间可在15rain至数h不等。

折叠编辑本段种类

柔性石墨密封材料按其用途,主要分为两大类:一类用于各种泵、阀门、反应釜上的密封填料;另一类是用于各种管道法兰上的石墨垫片。

① 密封填料

密封填料是将切成适当宽度和长度的膨胀石墨带缠绕在不同规格的金属模中,在压力机上直接成型的预成填料,适用于各种截止阀、闸阀、调节阀、球阀、加阀等。

② 密封垫片

通常可分为两种,一种是纯石墨垫片,它是用膨胀石墨粒料直接在金属模中压制成型,也可用膨胀石墨板材直接冲裁或切割而成;另一种是石墨缠绕垫,是以金属带和膨胀石墨重叠卷成,可以在较高压力下使用。

③ 石墨盘根

石墨盘根是用棉纤维或石墨纤维同石墨卷箔编织而成的密封材料。以棉纤维为芯的石墨盘根(SPM型)适用于压力12MPa、温度200℃以下的管道、阀门、机泵等的密封,接触介质可为河水、自来水、地下水、海水、油类等。以石墨纤维为芯的石墨盘根(SPS型)适用于压力12MPa、温度350℃以下的管道、阀门、机泵等的密封,接触介质除了各种水、油类外,还可以接触酸碱物质。

折叠编辑本段优点

与其它吸附剂相比,膨胀石墨有许多优点。如采用活性炭进行水上除油,它吸附油后会下沉,吸附量也小,且不易再生利用;还有一些吸附剂,如棉花、草灰、聚丙烯纤维、珍珠岩、蛭石等,它们在吸油的同时也吸水,这给后处理带来困难;膨胀石墨对油类的吸附量大,吸油后浮于水面,易捕捞回收,再生利用处理简便,可采用挤压、离心分离、振动、溶剂清洗、燃烧、加热萃取等法,且不会形成二次污染。


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