可膨胀石墨的阻燃原理 - 案例新闻 - 青岛华泰润滑密封科技有限责任公司

可膨胀石墨的阻燃原理

发布时间：2026-06-26

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石墨晶体具有由碳元素组成的六角网平面层状结构。层平面上的碳原子以强有力的共价键结合,而层与层间以范德华力结合,结合非常弱,而且层间距离较大。因此,在适当的条件下,酸、碱金属、盐类等多种化学物质可插入石墨层间,并与碳原子结合形成新的化学相——石墨层间化合物。
当材料受热达到一定程度时，可膨胀石墨会迅速膨胀，形成一种多孔的碳化层（也称“石墨蠕虫”）。这层结构起到了隔热和隔氧作用，从而阻止或减缓聚合物材料的进一步分解和燃烧。可膨胀石墨具有层状结构，层间可插入化合物形成石墨层间化合物。当温度升高时，层间化合物会迅速分解，产生大量气体，使石墨沿轴向膨胀，体积可增大上百倍，形成疏松、多孔的“蠕虫状”膨胀石墨。
膨胀形成的多孔碳层，这层结构能有效覆盖在材料表面，起到隔热、隔氧的作用，将材料与热源和空气隔开，从而阻止燃烧的持续进行。在受热膨胀的过程中，可膨胀石墨能够促进聚合物材料的交联成炭作用，增加炭层的量和热稳定性，保护成炭产物。同时，膨胀过程本身会吸收大量热量，有助于降低材料表面的温度。这层多孔碳层比表面积大、吸附力强，可以吸附可燃气体，阻止其继续扩散，从而抑制燃烧的链式反应。