造紙法柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、石棉纖維對(duì)人體健康有一定的危害性，而且石棉類密封材料存在品種和性能比較單一、彈性較差、密封能力有限等問(wèn)題。因此，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始注重對(duì)無(wú)石棉密封材料的研究。在眾多無(wú)石棉密封材料中，柔性石墨(也叫膨脹石墨)密封材料具有耐高溫、耐腐蝕、壓縮回彈性好、熱導(dǎo)率高、不滲透性和自潤(rùn)滑性好等眾多優(yōu)點(diǎn)，是無(wú)污染、可代替石棉的新型密封材料。然而，單純用柔性石墨壓制的密封板，存在強(qiáng)度較差，容易破碎，不便沖壓等缺點(diǎn)。因此，國(guó)內(nèi)外研究和開(kāi)發(fā)出柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料

2、。目前，柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料的生產(chǎn)方法是混煉模壓法或壓縮成張法。這兩種生產(chǎn)方法存在生產(chǎn)效率不高、環(huán)境污染大等缺點(diǎn)，而且產(chǎn)品的強(qiáng)度仍需進(jìn)一步提高，壓縮回彈性能也有待改善。本文研究了柔性石墨的膨化過(guò)程、形態(tài)結(jié)構(gòu)和柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料的造紙法制備工藝中漿料的各組分配比、濾水性能、化學(xué)助劑及板材性能等。研究結(jié)果表明：
　　 箱型電阻爐的膨化溫度在900℃、膨脹時(shí)間為40秒時(shí)，可膨脹石墨的膨化效果最好，膨脹容積為187ml·g-1

3、。在用微波爐膨化柔性石墨時(shí)，微波爐的功率為700W、膨化時(shí)間為20秒時(shí)膨化效果最好。與箱型電阻爐膨化方式相比，微波爐膨化法能達(dá)到同樣的膨化效果。
　　 通過(guò)掃描電鏡照片發(fā)現(xiàn)，柔性石墨的外觀極不規(guī)則，膨脹前后的石墨粒子形態(tài)差異很大。柔性石墨具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，相互連接，呈網(wǎng)絡(luò)狀。柔性石墨的孔徑尺寸大小不一，大部分在幾微米到幾百微米之間。
　　 增強(qiáng)纖維可單獨(dú)選用芳綸漿粕，也可以將幾種纖維混合成混雜纖維使用，使各自性能互補(bǔ)。

4、其中，芳綸漿粕的使用量在10％時(shí)，板材的強(qiáng)度和柔軟性能均較好。丁苯膠乳的合適添加量為15％。表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的添加量為1.2％。芳綸纖維、海泡石纖維、針葉木、丁苯膠乳、碳酸鈣在柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料漿料體系中均呈負(fù)電性。柔性石墨混合漿料的打漿度一般不超過(guò)20°SR，濾水效果很好。
　　 隨著纖維添加量的增大，柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封板材的強(qiáng)度提高、壓縮率略有減小。造紙法制備工藝中，柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料各組分的合理配比

5、為：柔性石墨48％，增強(qiáng)纖維(芳綸纖維、植物纖維、礦物纖維)17％，填料14％,膠乳15％，其它配合劑6％。
　　 造紙法制備的柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料的密度為1.3g·cm-3，拉伸強(qiáng)度為10.3MPa，壓縮率為40.57％，回彈率為35.26％，應(yīng)力松弛率為28.7％。經(jīng)纖維、膠乳等材料復(fù)合增強(qiáng)后，柔性石墨密封板的強(qiáng)度性能大大提高。柔性石墨的多孔特性使柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料具有良好的壓縮回彈性能和柔軟性。與造紙法制備的石棉