膨張黒鉛と難燃性素材

新しい機能性炭素材料である膨張黒鉛（EG）は、天然黒鉛フレークからインターカレーション、洗浄、乾燥、高温膨張によって得られる、ゆるくて多孔質の虫状の材料です。EG 天然黒鉛自体の耐寒性、耐熱性、耐食性、自己潤滑性などの優れた特性に加え、柔軟性、圧縮弾性、吸着性、生態環境調整性、生体適合性、耐放射線性など天然黒鉛が持つ特性を併せ持っています。持っていない。ブロディは 1860 年代初頭には天然黒鉛を硫酸や硝酸などの化学試薬で加熱することによって膨張黒鉛を発見しましたが、その応用は 100 年後まで始まりませんでした。それ以来、多くの国が膨張黒鉛の研究開発に着手し、科学的に大きな進歩を遂げてきました。

膨張黒鉛は高温で瞬時に体積を 150 ～ 300 倍に膨張させ、シート状から虫状に変化させることができるため、構造が緩く多孔質で湾曲し、表面積が拡大し、表面エネルギーが向上し、鱗片状黒鉛の吸着力が向上します。強化され、虫状グラファイトは自己モザイク化することができ、その柔​​らかさ、弾力性、可塑性が高まります。

膨張黒鉛（EG）は、天然鱗片状黒鉛から化学酸化または電気化学酸化によって得られる黒鉛層間化合物です。構造的には、EG はナノスケールの複合材料です。通常のH2SO4を酸化して得られるEGを200℃以上の高温にさらすと、硫酸と黒鉛の炭素原子間でREDOX反応が起こり、多量のSO2、CO2、水蒸気が発生し、EGが膨張し始めます。 、1 100℃で最大体積に達し、最終体積は初期の280倍に達することがあります。この特性により、EG は火災の際に瞬間的に炎を大きくして消火することができます。

EGの難燃機構は固化相の難燃機構に属し、固体物質からの可燃性物質の生成を遅らせたり、遮断したりすることで難燃化します。EG ある程度加熱すると膨張し始め、膨張した黒鉛は元のスケールより密度が非常に低いバーミキュラ形状となり、良好な断熱層を形成します。膨張黒鉛シートは、膨張システムの炭素源であるだけでなく、効果的に断熱し、ポリマーの分解を遅らせ、停止させることができる断熱層でもあります。同時に、膨張プロセス中に大量の熱が吸収され、システムの温度が低下します。さらに、膨張プロセス中に中間層の酸イオンが放出され、脱水と炭化が促進されます。

EG はハロゲンフリーの環境保護難燃剤であり、その利点は次のとおりです。無毒で、加熱しても有毒な腐食性ガスを発生せず、排ガスの発生がほとんどありません。添加量は少量ですが、滴り落ちません。環境適応力が強く、移行現象がありません。紫外線安定性と光安定性は良好です。原料が十分で製造工程も簡単です。したがって、EGは、防火シール、防火ボード、難燃性および帯電防止コーティング、防火袋、プラスチック製防火材、難燃性リングおよび難燃性プラスチックなど、さまざまな難燃性および耐火性材料に広く使用されています。