水分膨脹

鱗片石墨經過插層處理後,水洗、烘乾製成可膨脹石墨。不同烘乾條件得到不同水分的可膨脹石墨,人們常將水分視為雜質,而希望可膨脹石墨中含較低的水分。水分是可膨脹石墨膨脹容積的重要影響因素之一。

基本介紹

• 中文名：水分膨脹
• 含義：水分膨脹石墨
• 影響容積因素：水分
• 領域：工程技術
• 特點：耐腐蝕性、耐熱性、耐輻射性等

膨脹石墨

膨脹石墨由於其良好的耐腐蝕性、耐熱性、耐輻射性，導電導熱性、自潤滑性及不滲透性等優良性質而廣泛套用於阻燃、密封、醫學、航空航天等領域。膨脹石墨在生產中經過了氧化、插層、水洗、乾燥、膨化等幾個工藝過程。鱗片石墨經氧化插層反應製得酸化石墨，再經過濾、水洗除掉殘留氧化劑和插層劑，經機械脫水和加熱乾燥過程後得到可膨脹石墨。

在工業乾燥過程中力求降低產品水分，排除水分雜質，這需要大量的能量。依據氧化插層反應機理，可膨脹石墨中的水分為外水和內水，外水主要以游離態存在於可膨脹石墨顆粒之間，內水主要以結合水的形態存在於插層中。顧家琳等證明大量外水存在時會降低膨化溫度，影響膨脹容積；一定含量的內水卻能夠促進膨脹過程。趙國剛等證明乾燥溫度過高會影響膨脹容積。有關可膨脹石墨膨脹過程中殘留物對膨脹過程的影響以及可膨脹石墨水分等研究鮮有涉及。

水分對膨脹的影響

1.乾燥溫度越高，水分蒸發速率越大；在 90℃、120℃、150℃下，水分達到平衡或降為0所用的時間分別為140min、80min、50min。

2.試驗結果表明，適當的內在水分存在對膨脹過程有促進作用，在水分含量約為3.0%時可獲得最大膨脹容積為370mL/g的膨脹石墨。

3.不同溫度下乾燥對可膨脹石墨的膨脹容積和水分的影響基本相同；適宜的乾燥溫度和乾燥時間應依據能耗進行選擇。