Термо расширяющийся графит (ТРГ)

Терморасширяющийся графит (ТРГ) представляет собой модифицированный природный графит, очищенный от смол и неорганических наполнителей. Состоит из чистого углерода с незначительным содержанием примесей. Чем меньше примесей, тем выше качество ТРГ.

Производство ТРГ можно разделить на несколько этапов:

1. Исходный кристаллический графит окисляют путем введения серной или азотной кислоты в присутствии окислителя (перекись водорода, перманганат калия и др.) Окисленный графит отмывают и сушат.
2. Окисленный графит нагревают со скоростью 400-600 °С/с. Благодаря этому процессу из графита удаляется введенная на первом этапе кислота и достигается необходимая для дальнейшей обработки чешуйчатая структура вещества.
3. Полученный терморасширяющийся графит прокатывают, иногда армируют, добавляют присадки и прессуют для получения изделий.

Терморасширяющийся графит – уникальный во многих отношениях материал. Практически на 100% он состоит из чистого углерода, что и делает его востребованным в промышленных отраслях. Материал имеет незначительные включения других химических элементов, однако они не влияют на конечные характеристики.

Уникальность данного материала обусловлена его хорошей пластичностью. Им успешно заменяют уплотнители и набивки из других материалов, представленных на рынке. Многие производители отказываются от асбестосодержащих материалов, фторопласта и резины в пользу терморасширяющегося графита. Вот лишь несколько причин:

1. ТРГ отличается устойчивостью к большинству агрессивных сред. Его можно использовать в кислотных и щелочных жидкостях, а также в органических растворителях и нефтесодержащих средах.
2. Обладает низким коэффициентом трения, поэтому не деформирует поверхности, с которыми контактирует.
3. Выдерживает температуры в очень большом диапазоне, однако при нагреве свыше 3300 °С подвергается сублимации.
4. Имеет длительный срок эксплуатации за счёт высокой химической и механической стойкости. Время хранения составляет около 10 лет.
5. Материал нетоксичен.
6. ТРГ не поддерживает горение.

В отличие от асбестосодержащих материалов, ТРГ сохраняет первоначальную пластичность и упругость на протяжении всего времени использования. Если паронит и асбест со временем теряют объём и массу и нуждаются в дополнительном уплотнении, то ТРГ это несвойственно.

В структуре ТРГ содержится не более 5% золы, всё остальное – связанный углерод. Причём чем выше процент углерода, тем лучше и качественнее материал. Так, в атомной промышленности допускается использование терморасширяющегося графита с общим содержанием золы не более 0,1%.

Как и всякий материал, ТРГ имеет некоторые ограничения в ходе эксплуатации. Изделия из него нельзя устанавливать в средах с сильными кислотами, например, серной, хромовой и азотной.

Работоспособность изделий из данного графита ограничена давлением до 40 МПа. В специальных конструкция возможно увеличение рабочего давления до 100 МПа.

Терморасширяющийся графит нашёл широкое применение в таких отраслях промышленности как нефтегазовая, химическая, в топливно-энергетическом комплексе, коммунальном хозяйстве, машиностроении и многих других областях. Также терморасширяющемуся графиту присущи уникальные антифрикционные и электротехнические свойства. Таким образом, ТРГ является на сегодняшний день уникальным материалом, что способствует устойчивому росту потребления уплотнений на его основе многими отраслями промышленности.

Именно возможность получения ТРГ с определенными физико-химическими свойствами, позволяющими изготавливать из него жаростойкие и химически инертные изделия (гибкую графитовую фольгу и уплотнения на ее основе) вызвало промышленное освоение технологий синтеза ИГ и получения ТРГ.

Некоторые виды уплотнений (набивки, многослойные прокладки и др.) изготавливают с применением связующих и армирующих элементов (металлических, полимерных и др.), а также модифицирующих элементов (ингибиторов коррозии или окисления, антиадгезионных добавок и покрытий и др.).

Основным применением терморасширяющегося графита является производство фольги ТРГ и графитового прокладочного материала, а также графитовых уплотнений на их основе, таких как уплотнительные прокладки разных типов, сальниковые кольца, плетеные набивки и др.

Существуют данные о применении ТРГ и материалов из него в качестве:

1. Теплоизоляционных материалов (тепловых экранов вакуумных печей и др.)
2. Наполнителя термопластичных и термореактивных полимеров (полиамидов, полиэфиров, полиэтилена, полипропилена) при изготовлении композитов с низким или анизотропным электросопротивлением (обивочных материалов, свободных от статического электричества.
3. Материалов для защиты от электромагнитных излучений); составляющей пластичных антифрикционных смазок, работоспособных в широком интервале температур и нагрузок в течение длительного времени.
4. Углеродной компоненты при реакционном спекании керамики на основе карбида кремния.
5. Носителя катализатора; сорбента для сбора минеральных масел и нефти, в т.ч. в случае аварийных разливов на поверхности воды; мембран (в виде самопрессованного упрочненного ТРГ).
6. Фильтров (в виде низкоплотных матов из ТРГ).
7. Резьбовых лент и т.д.

Уникальное сочетание эксплуатационных свойств терморасширяющегося графита (ТРГ), таких как широкий диапазон рабочих температур, высокая химическая стойкость, прекрасная уплотняющая способность, способствуют устойчивому росту потребления уплотнений на его основе многими отраслями промышленности.