Kao novi funkcionalni ugljični materijal, ekspandirani grafit (EG) je labav i porozni crvoliki materijal dobiven od prirodnih grafitnih pahuljica interkalacijom, pranjem, sušenjem i ekspanzijom na visokoj temperaturi.EG Osim izvrsnih svojstava samog prirodnog grafita, kao što su otpornost na hladnoću i toplinu, otpornost na koroziju i samopodmazivanje, on također ima karakteristike mekoće, otpornosti na kompresiju, adsorpcije, koordinacije ekološkog okruženja, biokompatibilnosti i otpornosti na zračenje kao prirodni grafit nema.Već ranih 1860-ih, Brodie je otkrio ekspandirani grafit zagrijavanjem prirodnog grafita s kemijskim reagensima kao što su sumporna kiselina i dušična kiselina, no njegova primjena počela je tek stotinu godina kasnije.Od tada su mnoge zemlje pokrenule istraživanje i razvoj ekspandiranog grafita i napravile velike znanstvene pomake.
Ekspandirani grafit na visokoj temperaturi može trenutno proširiti volumen od 150 do 300 puta, od lista do crvolikog, tako da je struktura labava, porozna i zakrivljena, površina se povećava, površinska energija se poboljšava, adsorpcija ljuspičastog grafita je pojačan, a crvoliki grafit može biti samomozaičan, što povećava njegovu mekoću, elastičnost i plastičnost.
Ekspandirajući grafit (EG) je grafitni međuslojni spoj dobiven iz prirodnog ljuskastog grafita kemijskom oksidacijom ili elektrokemijskom oksidacijom.Što se tiče strukture, EG je nanokompozitni materijal.Kada se EG dobiven oksidacijom običnog H2SO4 podvrgne visokoj temperaturi iznad 200 ℃, dolazi do REDOX reakcije između sumporne kiseline i ugljikovih atoma grafita, stvarajući veliku količinu SO2, CO2 i vodene pare, tako da EG počinje ekspandirati , i doseže svoj maksimalni volumen na 1 100 ℃, a njegov konačni volumen može doseći 280 puta veći volumen od početnog.Ovo svojstvo omogućuje EG-u da ugasi plamen trenutnim povećanjem veličine u slučaju požara.
Mehanizam usporavanja plamena EG pripada mehanizmu usporavanja plamena faze skrućivanja, koji usporava plamen odgađanjem ili prekidom stvaranja zapaljivih tvari iz krutih tvari.Npr. Kada se zagrije do određene mjere, počet će se širiti, a ekspandirani grafit postat će vermikularnog oblika s vrlo niskom gustoćom u odnosu na izvornu ljestvicu, stvarajući tako dobar izolacijski sloj.Ploča od proširenog grafita nije samo izvor ugljika u proširenom sustavu, već i izolacijski sloj, koji može učinkovito zagrijati izolaciju, odgoditi i zaustaviti razgradnju polimera;Istodobno se tijekom procesa ekspanzije apsorbira velika količina topline, što smanjuje temperaturu sustava.Osim toga, tijekom procesa ekspanzije oslobađaju se kiseli ioni u međusloju koji potiču dehidraciju i karbonizaciju.
Npr. kao usporivač plamena za zaštitu okoliša bez halogena, njegove prednosti su: netoksičan, ne stvara otrovne i korozivne plinove kada se zagrijava i proizvodi malo dimnih plinova;Količina dodatka je mala;Nema kapanja;Snažna prilagodljivost okolišu, nema migracijskog fenomena;UV stabilnost i stabilnost na svjetlost su dobre;Izvor je dovoljan, a proces proizvodnje jednostavan.Stoga se EG naširoko koristi u raznim vatrootpornim i vatrootpornim materijalima, kao što su vatrootporne brtve, protupožarne ploče, vatrootporni i antistatički premazi, vatrootporne vrećice, plastični materijali za blokiranje vatre, vatrootporni prsten i plastika otporna na plamen.
Vrijeme objave: 9. studenog 2023