ИСТИНА

Работа посвящена созданию материалов на основе терморасширенного графита, обладающих повышенной окислительной стойкостью при температурах до 550-600 oC. Известно, что графитовые материалы окисляются уже при температурах 400-450 oC [1], поэтому увеличение их термической стабильности, путем введения антиокислительных добавок, является актуальной задачей. Терморасширенный графит представляет собой материал с кристаллической структурой графита, однако отличный от него по морфологии, размеру углеродных пачек и их расположению в отдельной частице [2]. Структура ТРГ характеризуется значительной макропористостью и низкой плотностью, благодаря которым он способен прессоваться без связующего в изделия различной формы и плотности, такие как, например, графитовая фольга [3]. На первом этапе природный очищенный графит фракция 200-300 мкм был интеркалирован азотной кислотой, в смеси с которой присутствовала антиокислительная добавка с содержанием последней 1; 1,5; 2,5; 5 %масс. от массы смеси. В качестве антиокислительных добавок использовались следующие вещества: H3PO4, Zn(H2PO4)2, H3BO3. Номер ступени внедрения, полученных на этапе интеркаляции соединений, контролировался по результатам рентгенофазового анализа. Затем полученное соединение подвергалось гидролизу с получением окисленного графита, который в результате последующей термической обработки вспенивался с образованием ТРГ. Из ТРГ путем его прессования были получены образцы графитовой фольги. Морфология и элементный состав графитовой фольги исследовались методами сканирующей электронной микроскопии с EDX-спектроскопией. Влияние добавок на окислительную стойкость материалов исследовалось путем проведения термогравиметрического анализа. По результатам работы определено, что при использовании каждой антиокислительной добавки наблюдается увеличение окислительной стойкости. Однако, H3PO4 и Zn(H2PO4)2 показывают лучший результат по сравнению с H3BO3. Так, установлено, что потеря массы при прокаливании (670 oC) исследованных образцов, содержащих 5%масс. фосфорной кислоты снижается более чем в 10 раз по сравнению с образцами, не содержащими антиокислительных добавок. Стоит отметить, что при том же уровне повышения окислительной стойкости, что и у H3PO4, при использовании Zn(H2PO4)2 не происходит разбавления интеркалирующей смеси на этапе интеркалирования и не наблюдается появления более низкой ступени интеркалирования. По итогам работы можно сделать вывод о том, что среди исследуемых антиокислительных добавок лучший с технологической точки зрения результат дает использование Zn(H2PO4)2. Литература 1. Zaghib K., Song X., Kinoshita K. Thermal analysis of the oxidation of natural graphite: isothermal kinetic studies // Thermochimica Acta. 2001. Vol. 371, № 1–2. P. 57–64. 2. Сорокина Н.Е., Лешин В.С., Максимова Н.В., Ионов С.Г., Авдеев, В.В. Технология получения терморасширенного графита и графитовой фольги. Методическое руководство. М., 2007. 47 p. 3. Sorokina N.E., Nikol'skaya I.V., Ionov S.G., Avdeev V.V. Acceptor-type graphite intercalation compounds and new carbon materials based on them // Russ Chem Bull. 2005. Vol. 54, № 8. P. 1749–1767.