نطاق تطبيق مسحوق الجرافيت الموسع

مسحوق الجرافيت المتوسع عبارة عن مادة تشبه الدودة فضفاضة ومسامية مصنوعة من رقائق الجرافيت الطبيعية، ومن ثم تُعرف أيضًا باسم دودة الجرافيت.

رقائق الجرافيت الطبيعية عبارة عن بلورة ذات هيكل متعدد الطبقات، حيث تشكل ذرات الكربون في كل طبقة شبكة من الجزيئات الكبيرة المستوية من خلال روابط تساهمية قوية، وترتبط الطبقات بشكل ضعيف بواسطة قوى فان دير فالس. تحت تأثير المؤكسدات القوية، تصبح شبكة الجزيئات الكبيرة المستوية جزيئات كبيرة مستوية موجبة الشحنة، مما يتسبب في إدخال جزيئات الكبريتات القطبية والأيونات السالبة مثل أيونات كبريتات الهيدروجين في طبقة الجرافيت وتشكيل مسحوق الجرافيت القابل للتوسيع، المعروف أيضًا باسم مركب إقحام الجرافيت (GIC). ).

نظرًا لتكوين نظام مسام شبكي فريد أثناء عملية النفخ، مع مساحة سطح محددة كبيرة ونشاط عالٍ للسطح الطازج الناتج، فإنه يتمتع بأداء امتصاص ممتاز وخصائص خاصة أخرى، وله مجموعة واسعة من التطبيقات.

تتضمن طرق تحضير مسحوق الجرافيت الممتد عادة الأكسدة الكيميائية (طريقة حمض الكبريتيك المركز، طريقة الحمض المختلط، الأكسدة الثانوية)، الأكسدة الكهروكيميائية، طريقة انتشار الطور الغازي، طريقة الانفجار، إلخ.

1 、 خصائص مسحوق الجرافيت الموسع

ناعمة وخفيفة الوزن ومسامية وذات أداء امتصاص جيد.

بسبب الفراغات المتطورة وغلبة المسام الكبيرة في الجرافيت الممتد، فهو عرضة لامتصاص المواد الجزيئية الكبيرة، وخاصة تلك غير القطبية، المقاومة للأكسدة والتآكل. باستثناء عدد قليل من المواد المؤكسدة القوية، فإنه يمكن أن يقاوم التآكل الناتج عن جميع الوسائط الكيميائية تقريبًا.

مقاومة للإشعاع، مع توصيل كهربائي وحراري جيد، وخصائص التشحيم الذاتي، وعدم النفاذية، ومقاومة درجات الحرارة السفلية العالية، ومرونة ممتازة.

2 、 تطبيق مسحوق الجرافيت الموسع

(1) مجال حماية البيئة

يتميز مسحوق الجرافيت الموسع بأنه كاره للماء وأليف للزيوت، ويمكنه إزالة المحاليل غير المائية في الماء بشكل انتقائي، مثل بقع الزيت من البحر والأنهار والبحيرات.

يمكن أن يشكل الجرافيت الموسع مساحة متعرجة معينة عند امتصاص الزيت، ويمكنه تخزين المواد الزيتية أكبر بكثير من إجمالي حجم المسام.

بعد امتصاص كمية كبيرة من الزيت، يمكن أن يتجمع في كتل ويطفو على سطح السائل، مما يجعل من السهل جمعه وإعادة تدويره.

ويتكون مسحوق الجرافيت الممدد بشكل أساسي من الكربون النقي، والذي لن يسبب تلوثًا ثانويًا في الماء.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام الجرافيت الممدد لإزالة الزيت من مستحلبات مياه الصرف الصناعي والمواد القابلة للذوبان في الزيت، مثل المبيدات الحشرية، وله تأثيرات امتصاص جيدة على العديد من المكونات الضارة العضوية أو غير العضوية الأخرى.

بالإضافة إلى الامتزاز الانتقائي في الطور السائل، فإن الجرافيت الموسع له أيضًا تأثير إزالة معين على المكونات الرئيسية لتلوث الغلاف الجوي مثل أكاسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين الناتجة عن غازات العادم الصناعية والسيارات.

(2) مواد الختم

يمكن معالجة مسحوق الجرافيت الموسع إلى جرافيت مرن لاستخدامه كمواد مانعة للتسرب.

بالمقارنة مع مواد الختم التقليدية مثل الأسبستوس والمطاط والسليلوز والمواد المركبة، فإن الجرافيت المرن لديه نطاق درجة حرارة أوسع، ومعامل تمدد حراري أقل، ولا هشاشة أو انفجار في درجات حرارة منخفضة، ولا تليين أو زحف في درجات حرارة عالية. يُعرف باسم ملك الختم وقد تم استخدامه على نطاق واسع في صناعات مثل البتروكيماويات والمعادن الميكانيكية والطاقة الذرية.

(3) العلوم الطبية الحيوية

يتمتع مسحوق الجرافيت الموسع بتوافق حيوي جيد، وغير سام، وعديم الرائحة، وليس له أي آثار جانبية، مما يجعله فئة مهمة جدًا من المواد الطبية الحيوية

بناءً على أداء الامتزاز والصرف الممتاز، والتهوية والنفاذية، والالتصاق البسيط بالجروح، وعدم اسوداد الجروح، وتثبيط امتزاز البكتيريا المختلفة، يمكن استخدام مواد الجرافيت المركبة الموسعة كضمادات جروح خارجية عالية الأداء، لتحل محل ضمادات الشاش التقليدية و تحقيق نتائج جيدة في الحروق والجروح الأخرى.

(4) مواد بطارية عالية الطاقة

يمكن أن تؤدي إضافة مسحوق الجرافيت الموسع إلى أنود الزنك لبطاريات منغنيز الزنك القابلة لإعادة الشحن إلى تقليل الاستقطاب أثناء شحن أنود الزنك، وتعزيز توصيل القطب والكهارل، وقمع تكوين التشعبات، وتوفير خصائص تشكيل جيدة، وقمع انحلال الأنود وتشوه، وإطالة عمر البطارية.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يشكل الليثيوم جرافيت ممتد مع الجرافيت من خلال طرق التحليل الكهربائي للغاز والسائل والحالة الصلبة وملح الليثيوم. يتمتع هذا الجرافيت الموسع بإمكانية إلكترود أقل وإدخال واستخراج جيدين وقابلين للعكس.

(5) مواد السلامة من الحرائق

أضافت الدول الأجنبية بعض الجرافيت القابل للتوسيع إلى الطبقة البينية لمقاعد المقصورة، أو صنعته في شرائط مانعة للتسرب مقاومة للحريق، ومواد حجب مقاومة للحريق، وحلقات مقاومة للحريق، وما إلى ذلك. بمجرد اندلاع حريق، فإنه يتوسع بسرعة ويسد المسار انتشار الحريق، تحقيقاً للغرض من إطفاء الحريق.

بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة جزيئات دقيقة من الجرافيت القابل للتوسيع إلى الطلاءات العادية يمكن أن ينتج طلاءات فعالة مثبطة للهب ومضادة للكهرباء الساكنة.

(6) أخرى

تتميز صفائح الجرافيت الموسعة بتوصيل كهربائي وحراري جيد، مع معدل تحويل حراري كهربائي يزيد عن 97%، ويمكن أن تولد إشعاعًا تحت الحمراء البعيدة، مما يجعلها نوعًا جديدًا من مواد التسخين.

يتم سحق الجرافيت الموسع إلى مسحوق ناعم، والذي يتميز بخصائص تشتت وامتصاص قوية لموجات الأشعة تحت الحمراء، مما يجعله مادة ممتازة للحماية من الأشعة تحت الحمراء (الشبح).

اصنع ألعابًا نارية من الجرافيت القابل للتوسيع، وانفجر على الفور لتكوين الجرافيت الممتد، وقم بتفريقه في مجال جوي محدد مسبقًا لتكوين عامل ستارة دخان سحابة تدخل الهباء الجوي.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام الجرافيت الموسع كمواد عازلة وعازلة للصوت، ومكونات التدريع الكهرومغناطيسي، والمواد الحفازة.