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膨胀石墨的应用现状
2013/8/19      Read:915

一 密封行业作密封材料
2O世纪60年代后期,美国联碳公司用膨胀石墨制成密封材料,从而诞生了第二代密封材料。1971年美国洛克惠尔阀门工程设计中心为解决原子能阀门泄漏问题,对美国九家公司生产的l6种不同类型的密封填料在64个试验点进行对比试验,结果表明,膨胀石墨密封效果最佳。从此,美、日、法、德等发达国家进一步深入研究,促进了膨胀石墨密封材料的迅
速发展,成为世界上一种新型高效节能密封材料。我国于1978年开始研制膨胀石墨及其制品,近几年发展速度也很快。由于具有质地柔软,压缩性和回弹性强等特点,因而作为密封材料在我国很快得到推广和应用,可以代替石棉、橡胶、聚四氟乙烯、金属等传统密封材料,能较理想地解决设备的跑冒滴漏问题,对于提高三大效益,尤其是环境效益,作用也越来越
大。
二 电池材料
1 在普通的锌锰电池(干电池)中的应用
普通的锌锰电池的电芯,目前使用的大多为本世纪德国、美国等使用的乙炔黑,其生产工序多、要求严、价格较昂贵、且导电性不够理想。利用高纯膨胀石墨代替乙炔黑作电极,其开路电压、短路电流、负荷电压均高于乙炔黑生产的电池,同时也改善了生产条件,降低了生产成本。
2 在无汞高能电池中的应用
膨胀石墨可以用在无汞高能电池—— 碱性氧化银高能电池中,此种电池的阴极材料是Ago或Ag O,但无论是Ago或Ag20均是弱导电性物质,用它作为阴极时必须加入适量的导电介质才可能使阴极具有适宜的导电特性。目前普遍使用的是在氧化银阴极材料中加入5% 一15% 的土状石墨作为导电介质。如果改用膨胀石墨,则与土状石墨相比,用量少导电
性强且制成的电池具有更高的脉冲特性,电压可提高15% 一30%,其根本原因在于含膨胀石墨的氧化银阴极的层状结构中的内联键使石墨颗粒之间相互联系并遍布整个阴极,而含土状石墨的氧化银阴极中则无此层状结构。
三 环保领域用作吸附材料
1 在吸附重油等油类物质方面
膨胀石墨可作为新型的吸附剂,其内部有许多网状的孔,表面积大,对于重油等石油产品有较强的吸附能力,其吸附
量明显高于活性炭。有报道称,1g膨胀石墨可吸附80g以上的重油。1997年,日本福冈近海油轮泄漏,试用膨胀石墨取得了很好的效果。活性炭以中小孔为主而膨胀石墨以大孔为主,而重油的分子属于有机大分子,很难进入活性炭的中小孔中,同时由于重油的黏度较大在活性炭中很难扩散。相反膨胀石墨以中大孔为主,且大多呈连通状态,片层间的网络连通会更好。因此,重油分子很易进入并很快在其网络体系中进行扩散直至充满连通的内部孔。另外,膨胀石墨蠕虫与蠕虫之间相互齿合,形成的表面孔也较多,有利于大分子物质的吸附,表现出较大的吸附量,由此可解决油类、有机非极性物质等污染水造成的环境糟染问题,而这类问题正涉及江、海、湖泊及用水源的除污净化,是急待解决的问题。
2 在对SO 等有害气体的吸收方面
膨胀石墨对s0 气体也有明显的吸附作用,且高温状态的吸附效果更加显著。低温时(室温),膨胀石墨对s0 的吸附以物理吸附为主,此时靠石墨表面与s0:之间的范德华力作用产生吸附,吸附量随时间成光滑曲线增加并趋于饱和吸附值,高温(500~C)时吸附原因是石墨丌电子能量增加,化学吸附作用大为增加,所以高温时的吸附作用以化学吸附为主且吸附量较低温时大为增加,s0 是煤燃烧烟道气的主要成分,以膨胀石墨吸附SO:对解决日益严重的大气污染问题具有重要意义。
4 在医药领域作敷料替代医用纱布
膨胀石墨由于对有机、生物大分子的吸附特性,在生物医学材料上,清华大学等应用膨胀石墨制作医用敷料替代医用纱布,经过大量动物实验及一百多例临床实验,证明比传统纱布,具有吸附性强、创面引流完全、无刺激、不染黑、不吸收、不影响伤171愈合的特点,且有明显的抗感染、抑菌、消炎作用。目前这一科研成果已取得发明专利权,作为传统纱布的替
代物具有一定优势。目前正在进一步深入的开展产业化研究和全面的临床实验。
5 在其他方面的应用
(1)钢铁工业:不同膨胀倍率的可膨胀石墨,是炼钢厂配制各种不同型号防氧保温发热剂的主要原料之一,对降低钢坯缩孑L切头率,提高钢锭的成材率有较显著的经济效果。
(2)隔热隔音材料:可膨胀石墨膨胀容积大,可达350mL/g,并且化学性质稳定,氧化温度高,安全性好,是理想的隔热(保温)、隔音材料。
(3)防火安全材料:利用可膨胀石墨遇温膨胀的特性。国外已于机舱座椅的夹层中添加部分可膨胀石墨,或将其制成防火密封条、防火包,可塑型防火堵料、阻火圈等。
(4)屏蔽材料:膨胀石墨粉碎成微粉,对红外波有很好的散射吸收特性,是很好的红外屏蔽(隐身)材料,在现代战争的光电对抗中有重要作用,目前被广泛应用于国防科技中。
(5)新型石墨发热材料:膨胀石墨板材具有良好的导电和导热性能、电热转换率在97% 以上,在换热方式一定条件下,发热体表面温度恒定,在控制温度范围内可随意设定不再升温。另外,利用其可产生远红外光谱的特性,在医疗保健方面也有应用,已成功的例子是某公司研制的保健床、保健枕等,用以治疗颈椎病、肩周炎、腰痛、软组织损伤、腰肌劳损等,总有效率达90% 以上。
(6)催化材料:用于原子反应堆作催化剂。
(7)在涂料上的应用:膨胀石墨的细颗粒加入到普通涂料中,可制得效果更好的阻燃防静电涂料。

 
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