膨胀石墨与柔性石墨及其应用

本文主要回顾和介绍了膨胀石墨与柔性石墨的发展历程和现状、在各个领域的应用和在更深层次上的开发应用中存在的问题，这些应用包括密封性、吸附性等，并阐述了一些国内外关于膨胀石墨与柔性石墨最新发展。     

防静电聚乙烯／石墨复合物新材料的制备及表征

以可膨胀石墨、膨胀石墨和高密度聚乙烯为原材料,在二甲苯溶剂中制备了聚乙烯/可膨胀石墨和聚乙烯/膨胀石墨复合材料.扫描电镜显示,聚乙烯已包覆在可膨胀石墨和膨胀石墨上,傅立叶红外光谱分析确认了包覆在可膨胀石墨和膨胀石墨上的高分子为聚乙烯分子.该法利用可膨胀石墨和膨胀石墨的导电性能改善不导电的聚乙烯,并且成功地制备出具有防静电性能的聚乙烯/石墨复合新材料.     

膨胀石墨处理毛纺厂印染废水的应用研究

膨胀石墨是一种新型的多孔碳质吸附材料。它具有发达的孔系结构，对于大分子的物质如重油具有超大的吸附能力。在研究膨胀石墨用于环境废水处理中，为了保证膨胀石墨在使用时不会破碎变形，将膨胀石墨加压制成低密度板后用于处理毛纺厂印染废水，静态条件下，废水中COD的平均去除率达到了40%，色度平均降低40%。现场应用时，废水中COD的平均去除率达到20%，色度平均降低20%，现场实验表明，膨胀石墨在毛纺印染废水的处理中有其独特的应用前景。     

氯酸钾制备膨胀石墨的研究

以氯酸钾为固体氧化剂,制备了高起始膨胀温度的低温可膨胀石墨。考察了反应条件对可膨胀石墨低温膨胀体积的影响,确定了最佳工艺条件:5 g石墨配以0.6 g氯酸钾、13.5 mL浓硫酸、4.5mL浓硝酸、在20℃时反应60min。此条件下得到的可膨胀石墨起始膨胀温度为260℃,在400℃时膨胀体积为300 mL/g。X射线衍射证实了石墨层间化合物的生成,并利用SEM扫描电镜分析了膨胀石墨的微观结构。     

可膨胀石墨及其制品的应用及发展趋势

本文系统地介绍了可膨胀石墨及其制品的特殊性能（包括物理性能和化学性能），总结了可膨胀石墨及其制品在多种领域的应用，指出了该行业当前存在的问题及发展趋势。     

膨胀石墨对柴油吸附程度的分析

研究了膨胀石墨吸附柴油后水中的残油量，并探讨了动态过程中水的流速、ｐＨ值、水质以及温度和油量的影响，为膨胀石墨在环保上的应用提供了依据。     

石墨鳞片大小对膨胀容积影响的机理探讨

针对石墨鳞片大小对膨胀容积影响规律与机理研究较少的问题,论文选取不同大小鳞片石墨,在相同工艺条件进行膨胀实验。利用XRD和SEM对石墨精矿、层间化合物和膨胀石墨的结构与形貌进行了表征,建立反应动力学模型和膨胀石墨堆积模型。结果表明:随着石墨鳞片增大,膨胀石墨的膨胀容积越高。微观上,石墨层间化合物高温分解产生气体对大鳞片石墨作用时间长,致使层间距较大;宏观上,膨胀石墨的堆积方式不同致使膨胀容积差异。      

制备可膨胀石墨的新工艺路线研究

在现有的制备可膨胀石墨的工艺路线的基础上,以50目鳞片石墨为原材料制备可膨胀石墨,将一次性投入重铬酸钾和浓硫酸(反应物)变成分次投入,并将洗涤过程中的部分滤液用作下一次制备的反应物.在使用等量的重铬酸钾和浓硫酸的情况下,制备出的可膨胀石墨的产量是一次性投入的4倍.同时,可以节约15%的洗涤水的用量.另外,应用SEM和XRD表征了可膨胀石墨的形貌和结构.     

膨胀石墨在球磨期间的微观结构演化及减摩性能

对膨胀石墨进行行星式高能球磨0、60 h、80 h和100 h。使用XRD、HRTEM、SEM分析了膨胀石墨在球磨期间的微观结构演化,研究球磨膨胀石墨作为润滑油添加剂的减摩性能。结果显示,与大多数类似试验条件的天然石墨相比,膨胀石墨在球磨期间的平均微晶尺寸(L_c)减小程度低很多。膨胀石墨经过长时间球磨后仍具有原始膨胀石墨丰富的多孔结构,但孔径和孔壁厚度均大幅下降至纳米级尺寸。球磨膨胀石墨作为润滑油添加剂具有良好的减摩效果,且减摩效果优于天然石墨和未球磨膨胀石墨。     

微胶囊膨胀石墨对EPDM/PP阻燃性能影响的研究

为了提高可膨胀石墨在聚合物中的阻燃效率及其与聚合物的界面相容性,含磷聚氨酯可作为可膨胀石墨的有效界面改性剂。以三羟甲基氧化磷和甲苯-2,4-二异氰酸酯为反应原料,采用溶剂法制备了含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨。利用红外光谱和扫描电镜表征含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨的结构。采用极限氧指数和UL-94垂直燃烧、热重分析及电子拉力机等表征手段,研究了含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨对EPDM/PP热塑性弹性体阻燃性能、热稳定性和力学性能的影响。实验结果表明:含磷聚氨酯成功包覆在可膨胀石墨表面形成微胶囊膨胀石墨,含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨能明显提高EPDM/PP的阻燃性能;当含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨的添加量为30%时,氧指数约达25%,UL-94垂直燃烧达到V-0等级,700℃时的残碳率约为20.4%;相比可膨胀石墨,添加30%的含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨后的EPDM/PP复合材料的最大热分解温度达450℃,提高了约8%。含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨的加入能有效降低阻燃剂对EPDM/PP热塑性弹性体的力学性能的破坏,添加了30%的含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨复合材料的综合性能最好。     

无硫低灰分膨胀石墨的抗氧化性研究

以非高纯混合目天然鳞片石墨、硝酸、高锰酸钾、双氧水为原料,采用化学法经氧化酸化插层、水洗、干燥过程,制备无硫低灰分可膨胀石墨。用磷酸二氢钾饱和溶液、硼酸饱和溶液、磷酸及这3种溶液的混合液作为抗氧化剂进行二次浸渍插层,可制备得到最大膨胀体积为280mL/g的无硫高抗氧化性可膨胀石墨。研究了加入抗氧化剂后膨胀体积变化情况及氧化温度、氧化时间与抗氧化性的关系。结果表明,加入抗氧化剂后的可膨胀石墨具有更高的抗氧化性和膨胀倍数,其中磷酸与磷酸二氢钾混合溶液、磷酸与硼酸混合溶液、磷酸作为抗氧化剂时,膨胀石墨的抗氧化能力较强。     

莫桑比克某鳞片石墨制备可膨胀石墨工艺条件研究

为了确定莫桑比克某天然鳞片石墨制备可膨胀石墨的工艺条件及其性能，进行了制备工艺条件研究，并对其性能及机理进行了研究。结果表明，+0.5 mm、0.5～0.3 mm粒级鳞片石墨在HAc和HClO₄与石墨的体积质量比分别为1.3 mL/g和5 mL/g，KMnO₄与石墨的质量比为0.13，反应温度为50 ℃，反应时间为60 min条件下的可膨胀石墨在850 ℃的膨胀体积分别为450 mL/g，400 mL/g；0.3～0.18 mm粒级鳞片石墨在HAc和HClO4与石墨的体积质量比分别为1.3 mL/g和5 mL/g，KMnO4与石墨的质量比为0.17，反应温度为50 ℃，反应时间为60 min条件下的可膨胀石墨在850 ℃的膨胀体积为320 mL/g；不同粒级的鳞片石墨的膨胀体积受条件变化的影响大体相近，相对来说，粒度越粗，氧化插层反应的效果越好，制得的可膨胀石墨的膨胀体积也越大；经过氧化插层反应，鳞片石墨层间空隙嵌入了ClO[-4]和Ac^-，制得的可膨胀石墨经过高温膨胀，层间空隙的ClO[-4]和Ac-迅速气化分解，产生的大量气体破坏了石墨层间的分子作用力，撑开了石墨片层，形成了体积大、蠕虫效果良好、具有丰富孔隙的膨胀石墨。     

泡沫状聚苯胺/石墨复合物新材料的制备及导电性能

本文研究了泡沫状聚苯胺/石墨复合物的制备方法和导电性能.首先石墨固体膨胀剂与苯胺进行原位聚合合成出可膨胀的聚苯胺/石墨复合物.然后利用热膨胀技术制备出泡沫状聚苯胺/石墨复合物.实验结果显示在热膨胀过程中石墨固体膨胀剂被膨胀成多孔的膨胀石墨,同时聚苯胺均匀地包覆膨胀石墨形成了类似泡沫状的聚苯胺/石墨复合物.实验结果说明这种复合物不仅具有特殊的形貌,而且还具有较高的导电率.     

微波膨胀对石墨性能的影响

以四种不同粒度的石墨经化学法制备可膨胀石墨,通过微波加热及高温加热制备出膨胀石墨.对比研究其膨胀倍数、硫分、灰分及挥发分,结果发现用微波法制备膨胀石墨,其硫分低于高温法制备的膨胀石墨.而对于膨胀容积和挥发分,微波法制备的大鳞片的石墨优于高温法制备的膨胀石墨.实验同时表明相比传统高温膨化法,微波法具有高效和节能的优点.     

我国典型晶质石墨产区鳞片石墨的特征及其开发利用

石墨是我国24种战略性矿产资源之一,是重要的非金属矿种。结合我国典型晶质石墨产区鳞片石墨特征及采选技术指标,计算得出我国大鳞片（>0.15 mm）石墨平均产出率为14%。近三年,我国晶质石墨产量保持在60~70万t,但产品结构正逐步转型优化,耐火、铸造等传统领域用石墨产品比重逐年降低,新能源和新材料等新兴领域用石墨产品比重不断增加。晶质石墨中大鳞片石墨主要应用于可膨胀石墨和柔性石墨等领域;细小鳞片石墨主要应用于冶金材料、电池材料、胶体石墨和高分子复合材料等领域。      

低能耗型可膨胀石墨的制备研究

以HClO4/CH3COOH/KMnO4为氧化插层体系制备低温可膨胀石墨, 从HClO4用量、CH3COOH用量、高锰酸钾用量、反应温度和反应时间等方面讨论了制备低温可膨胀石墨的较佳条件和物料配比。研究结果表明,制备低温可膨胀石墨的较佳反应条件为温度35℃,反应时间60 min,石墨(g)、HClO4(mL)、CH3COOH(mL)、高锰酸钾(g)的较佳配比为1:4:1.5:0.15, 由此方法制得的可膨胀石墨在400℃膨胀容积可达到423mL/g。该研究未使用任何含硫的试剂,因而制备的可膨胀石墨不含硫。      

无硫无灰分可膨胀石墨制备

以硝酸和双氧水为氧化剂、乙酸为插入剂,制备了无硫可膨胀石墨.探讨了氧化时间、试剂浓度及用量等对膨胀体积的影响.指出按本研究工艺制备的试样的膨胀体积可达300倍以上.本工艺方法具有反应试剂可重复利用,成本低,废液治理简单易行且可变成化肥.所得产品不合硫,无灰分.     

多源石墨固废制备电热建筑板材试验研究

为提高多源石墨固废的利用率和冬季供暖效率，以石墨矿开采废石为骨料，添加不同质量的球形石墨尾料进行电热建筑板材制备试验研究。考察了球形石墨尾料掺量、养护龄期及湿度对电热建筑板材电学性能及力学性能的影响，并通过通电发热试验研究了发热温度及板材稳定性。结果表明：① 球形石墨尾料掺量和养护龄期对电热建筑板材的体积电阻率影响较大，球形石墨尾料掺量9%时出现渗流阈值。② 养护龄期的增加有利于提高电热建筑板材的力学性能，而随着球形石墨尾料掺量的增加，力学强度先提高后降低，存在最优掺量0.8%。③ 球形石墨尾料掺量9%~11%时，电热建筑板材在36 V交流电压下最终发热温度71~109 ℃，长时间升温后电学性质稳定，可为房屋电热建筑板的冬季取暖应用提供技术指标。