膨胀石墨的工业合成方法及用途介绍

膨胀石墨又称蠕虫石墨，是一种采用物理或化学方法将非碳反应物嵌入到天然尺度石墨插层纳米碳材料中并与碳六方网络平面结合同时保持石墨层状结构的结晶化合物。它不仅保持了石墨优异的物理和化学性能，如耐高温、耐腐蚀、中子通量、X射线和伽马射线长期照射等。它还具有优异的物理和化学性能，如摩擦系数低、自润滑性好、导电导热性好、各向异性等。而且，由于插层材料与石墨层之间的相互作用，膨胀石墨表现出原始石墨和插层材料所不具备的新性能，克服了天然石墨的脆性和抗冲击性。下面福瑞特石墨小编分享膨胀石墨的工业合成方法和用途介绍：

1.工业上常用的合成方法

①化学氧化

优点：化学氧化是工业中广泛使用且成熟的方法。因此，其优势明显、技术成熟、成本低廉。

缺点：插层剂通常为浓硫酸，消耗酸量较大。生产过程中存在Sox有害气体污染，产品中的残留物也腐蚀合成设备。

②电化学氧化

与化学氧化一样，它是膨胀石墨工业上常用的合成方法之一。

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

缺点：合成的产品稳定性比其他方法差，对设备要求较高，影响产品质量的因素较多。有时，由于环境温度的升高，产品的膨胀体积大大减小。另外，水溶液中高电流下存在副反应，难以获得一级化合物。

2、主要生产企业及生产能力

我国膨胀石墨产品生产已从起步阶段发展到100多家厂家，年产量约3万吨，市场集中度较低。而且，大多数制造商主要是低端密封填料，很少用于汽车密封件和核航空灯。但随着国内技术的发展，高端产品的比重将逐渐增加。

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。目前已开发出含碳量较低的膨胀石墨，可大大降低膨胀石墨的生产成本，从而大规模替代石棉，需求量不断增加。另一方面，如果能部分替代塑料、橡胶和金属密封材料，国内每年对可膨胀石墨密封材料的需求量将会更大。

在汽车工业中，每辆汽车缸盖垫片、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。