膨張黒鉛粉末の適用範囲

膨張黒鉛粉末は、天然の鱗片状黒鉛から作られた緩い多孔質の虫のような物質であり、そのため黒鉛虫としても知られています。

天然鱗片状黒鉛は層状構造の結晶であり、各層の炭素原子が強い共有結合によって平面状高分子のネットワークを形成し、層はファンデルワールス力によって弱く結合されています。強力な酸化剤の作用下では、平面高分子のネットワークが正に帯電した平面高分子になり、極性硫酸塩分子や硫酸水素イオンなどの陰イオンがグラファイト層に挿入され、グラファイト層間化合物 (GIC) としても知られる膨張性グラファイト粉末が形成されます。 ）。

パフィング工程で独特の網目状細孔系が形成され、比表面積が大きく、生成した新表面の活性が高いため、優れた吸着性能などの特殊な特性を有し、幅広い用途に使用されています。

膨張黒鉛粉末の製造方法としては、通常、化学酸化法（濃硫酸法、混酸法、二次酸化）、電気化学酸化法、気相拡散法、爆発法などが挙げられます。

1、膨張黒鉛粉末の性質

柔らかく、軽く、多孔質で吸着性能に優れています。

膨張黒鉛には発達した空隙と大きな細孔が優勢であるため、酸化や腐食に強い大きな分子物質、特に無極性物質を吸着する傾向があります。いくつかの強力な酸化剤を除いて、ほぼすべての化学媒体による腐食に耐えることができます。

耐放射線性、良好な電気伝導性および熱伝導性、自己潤滑性、非浸透性、高い底温度耐性、および優れた復元力を備えています。

2、膨張黒鉛粉末の応用

(1) 環境保全分野

膨張黒鉛粉末は疎水性と親油性を有しており、海、川、湖などの油汚れなどの水中の非水溶液を選択的に除去します。

膨張黒鉛は油を吸収する際に一定の曲がりくねった空間を形成し、その全細孔容積よりもはるかに大きな油分を蓄えることができます。

油を多量に吸着するとブロック状に固まって液面に浮くため、回収・リサイクルが容易です。

また、膨張黒鉛粉末は純炭素を主成分としており、水の二次汚染を引き起こしません。

さらに、膨張黒鉛は、産業廃水エマルジョンからの油や農薬などの油に可溶な物質の除去にも使用でき、他の多くの有機または無機の有害成分に対して優れた吸着効果を発揮します。

膨張黒鉛は、液相での選択吸着に加えて、産業排気ガスや自動車排気ガスから発生するSOxやNOxなどの大気汚染の主成分に対して一定の除去効果を持っています。

(2) シール材

膨張黒鉛粉末を柔軟な黒鉛に加工してシール材として使用できます。

アスベスト、ゴム、セルロース、およびそれらの複合材料などの従来のシーリング材料と比較して、柔軟なグラファイトは温度範囲が広く、熱膨張係数が低く、低温でも脆化や爆発がなく、高温でも軟化やクリープがありません。シーリングの王様として知られており、石油化学、機械冶金、原子力などの産業で広く使用されています。

(3) 生物医学

膨張黒鉛粉末は生体適合性に優れ、無毒、無臭、副作用がないため、非常に重要な種類の生体医用材料となっています。

膨張黒鉛複合材料は、優れた吸着排液性、通気性、透過性、創傷への付着が少ない、創傷が黒化しない、雑菌の吸着抑制などの特性を活かし、従来のガーゼ包帯や創傷被覆材に代わる高性能の外用創傷被覆材として使用できます。火傷やその他の傷に対して良好な結果が得られます。

(4) 高エネルギー電池材料

充電式亜鉛マンガン電池の亜鉛アノードに膨張黒鉛粉末を添加すると、亜鉛アノードの充電中の分極が減少し、電極と電解質の導電性が向上し、デンドライトの形成が抑制され、良好な成形特性が得られ、アノードの溶解と変形が抑制され、電池寿命が延長されます。

さらに、リチウムは、気体、液体、固体、およびリチウム塩の電解法を通じて黒鉛とともに膨張黒鉛を形成できます。この膨張黒鉛は、電極電位が低く、挿入および抽出の可逆性が良好です。

(5) 防火資材

外国では、膨張性黒鉛を客室シートの中間層に添加したり、耐火性シールストリップ、耐火性遮断材、耐火性リングなどに使用したりしています。火災が発生すると、急速に膨張して進路を遮断します。延焼を抑え、消火の目的を達成します。

さらに、膨張性黒鉛の微粒子を通常のコーティングに添加すると、効果的な難燃性および帯電防止コーティングを生成できます。

(6) その他

膨張黒鉛シートは、電熱変換率97％以上と電気・熱伝導性に優れ、遠赤外線を発生する新しいタイプの発熱材です。

膨張黒鉛を微粉状に粉砕したもので、赤外線の散乱・吸収特性が強く、赤外線遮蔽（ステルス）素材として優れています。

膨張黒鉛から花火を作り、瞬時に爆発して膨張黒鉛を形成し、それを所定の空域に分散させてエアロゾル干渉雲煙幕剤を形成します。

また、膨張黒鉛は断熱材や防音材、電磁波シールド材、触媒材としても使用できます。