گرافیت منبسط شده و مواد مقاوم در برابر شعله

به عنوان یک ماده کربنی کاربردی جدید، گرافیت منبسط شده (EG) یک ماده کرم مانند شل و متخلخل است که از پوسته‌های گرافیت طبیعی به‌وسیله درون‌مایه کردن، شستشو، خشک کردن و انبساط در دمای بالا به دست می‌آید.EG علاوه بر خواص عالی خود گرافیت طبیعی مانند مقاومت در برابر سرما و گرما، مقاومت در برابر خوردگی و خود روانکاری، دارای ویژگی های نرمی، انعطاف پذیری فشاری، جذب، هماهنگی محیط زیست محیطی، زیست سازگاری و مقاومت در برابر تشعشع است که گرافیت طبیعی دارد. ندارد.در اوایل دهه 1860، برودی گرافیت منبسط شده را با گرم کردن گرافیت طبیعی با معرف های شیمیایی مانند اسید سولفوریک و اسید نیتریک کشف کرد، اما کاربرد آن تا صد سال بعد آغاز نشد.از آن زمان، بسیاری از کشورها تحقیق و توسعه گرافیت منبسط شده را آغاز کرده اند و به پیشرفت های علمی بزرگی دست یافته اند.

گرافیت منبسط شده در دمای بالا می تواند فوراً حجم 150 تا 300 بار را از ورق به کرم مانند گسترش دهد، به طوری که ساختار شل، متخلخل و منحنی باشد، مساحت سطح بزرگ شود، انرژی سطح بهبود یابد، جذب گرافیت پولکی افزایش یافته و گرافیت کرم مانند می تواند خود موزاییک باشد که نرمی، انعطاف پذیری و انعطاف پذیری آن را افزایش می دهد.

گرافیت منبسط شونده (EG) یک ترکیب لایه ای گرافیت است که از گرافیت پوسته پوسته طبیعی توسط اکسیداسیون شیمیایی یا اکسیداسیون الکتروشیمیایی به دست می آید.از نظر ساختار، EG یک ماده کامپوزیتی در مقیاس نانو است.هنگامی که EG بدست آمده از اکسیداسیون H2SO4 معمولی در معرض دمای بالای 200 درجه سانتیگراد قرار می گیرد، واکنش REDOX بین اتم های کربن اسید سولفوریک و گرافیت رخ می دهد و مقدار زیادی SO2، CO2 و بخار آب تولید می کند، به طوری که EG شروع به انبساط می کند. و به حداکثر حجم خود در 1100 درجه سانتیگراد می رسد و حجم نهایی آن می تواند به 280 برابر اولیه برسد.این ویژگی به EG اجازه می دهد تا در صورت بروز آتش سوزی، شعله را با افزایش لحظه ای اندازه آن خاموش کند.

مکانیسم بازدارنده شعله EG متعلق به مکانیسم بازدارنده شعله فاز انجماد است که با تاخیر یا قطع تولید مواد قابل احتراق از مواد جامد، بازدارنده شعله است.EG هنگامی که تا حدی گرم شود، شروع به انبساط می کند و گرافیت منبسط شده به شکلی موی شکل با چگالی بسیار کم نسبت به مقیاس اصلی تبدیل می شود، در نتیجه یک لایه عایق خوب تشکیل می دهد.ورق گرافیت منبسط شده نه تنها منبع کربن در سیستم منبسط شده است، بلکه لایه عایق نیز می باشد که می تواند به طور موثر عایق را گرم کند، تجزیه پلیمر را به تاخیر بیاندازد و متوقف کند.در عین حال در طی فرآیند انبساط مقدار زیادی گرما جذب می شود که باعث کاهش دمای سیستم می شود.علاوه بر این، در طول فرآیند انبساط، یون‌های اسیدی در لایه‌های میانی آزاد می‌شوند تا باعث کم‌آبی و کربن‌شدن شوند.

EG به عنوان یک ضد شعله حفاظت از محیط زیست بدون هالوژن، مزایای آن عبارتند از: غیر سمی، گازهای سمی و خورنده در هنگام گرم شدن تولید نمی کند و گاز دودکش کمی تولید می کند.مقدار اضافه کم است.بدون چکیدن؛سازگاری محیطی قوی، بدون پدیده مهاجرت.پایداری UV و پایداری نور خوب است.منبع کافی است و فرآیند تولید ساده است.بنابراین، EG به طور گسترده ای در انواع مواد مقاوم در برابر آتش و نسوز مانند مهر و موم آتش، تخته های آتش، پوشش های ضد حریق و ضد الکتریسیته ساکن، کیسه های آتش، مواد پلاستیکی مسدود کننده آتش، حلقه های مقاوم در برابر آتش و پلاستیک های مقاوم در برابر آتش استفاده شده است.