膨張黒鉛の工業的合成方法と用途の紹介

バーミキュラグラファイトとしても知られる膨張黒鉛は、物理的または化学的方法を使用して非炭素反応物を自然スケールの黒鉛挿入ナノカーボン材料に挿入し、グラファイト層構造を維持しながら炭素六角網目面と結合させる結晶性化合物です。高温耐性、耐食性、中性子束、X線およびガンマ線の長期照射など、グラファイトの優れた物理的および化学的特性を維持するだけでなく。また、低い摩擦係数、良好な自己潤滑性、電気伝導性および熱伝導性、異方性などの優れた物理的および化学的特性も備えています。さらに、挿入された材料と黒鉛層の間の相互作用により、膨張黒鉛は、元の黒鉛および挿入された材料が持たない新しい特性を示し、天然黒鉛の脆性および耐衝撃性を克服します。以下の Furuite グラファイト エディターが、工業的な合成方法と膨張黒鉛の使用方法の紹介を共有しています。

1. 産業界で一般的に使用されている合成方法

①化学酸化

利点: 化学酸化は業界で広く使用され、確立された方法です。したがって、成熟した技術と低コストという明らかな利点があります。

欠点: 挿入剤は通常濃硫酸であり、大量の酸を消費します。製造工程ではソックスの有害ガス汚染があり、製品中の残留物も合成装置を腐食させます。

②電気化学的酸化

化学酸化と同様に、膨張黒鉛の一般的な工業的合成方法の 1 つです。

利点：強酸などの強力な酸化剤を添加する必要がなく、電流や電圧などのパラメータを調整することで反応を制御できます。合成装置が簡単で合成量が多く、電解液が汚染されず、再利用可能である。

短所: 合成製品の安定性が他の方法に比べて劣っており、より高度な設備が必要であり、製品の品質に影響を与える要因が多くあります。周囲温度の上昇により、製品の膨張体積が大幅に減少する場合があります。また、水溶液中では大電流で副反応が起こるため、一次化合物を得ることが困難です。

2. 主な生産企業と生産能力

我が国における膨張黒鉛製品の生産は初期段階から現在では100社以上のメーカーに成長し、年間生産量は約3万トンであり、市場の集中度は低い。また、ほとんどのメーカーは主にローエンドのシールフィラーを製造しており、自動車シールや原子力航空灯火にはほとんど使用されていません。しかし、国産技術の発展に伴い、徐々に高級品の割合が増えていきます。

3. シール材の市場需要と予測

現在、膨張黒鉛は主にシリンダーガスケット、吸排気ポートガスケットなどの自動車用シーリング材として使用されています。我が国では膨張黒鉛シーリング材は主にシーリングフィラーとして使用されています。現在、低炭素含有量の膨張黒鉛が開発されており、これにより膨張黒鉛の生産コストが大幅に削減され、アスベストに大規模に代替され、需要が増加している。一方、プラスチック、ゴム、金属のシール材を部分的に置き換えることができれば、国内の膨張黒鉛シール材の年間需要はさらに増加すると考えられます。

自動車産業では、自動車のシリンダーヘッドガスケット、吸気口、排気ポートのガスケットにはそれぞれ約2〜10kgの膨張黒鉛が必要で、1万台の車ごとに20〜100トンの膨張黒鉛が必要です。中国の自動車産業は急速な発展期に入った。したがって、我が国の膨張黒鉛シーリング材の年間需要は依然として非常に客観的です。