石墨的这种层状结构使得层间存在一定的空隙。因此在一定条件下，某些反应物(如酸、碱、卤素)的原子(或单个分子)即可进入层间空隙，并与碳网平面形成层间化合物。这种插有层间化合物的石墨即为可膨胀石墨。碳原子层间以很弱的范德华力相联系，这种结构允许插层物质能够顺利地进入碳原层间而不破坏碳原子层内的六角网状结构，因此天然石墨是制备石墨插层化合物好的母体材料。



可膨胀石墨在阻燃防火领域主要应用于:阻燃涂料. 近年来，可膨胀石墨正尝试应用在阻燃涂料中，它可赋予涂料优异的受热膨胀性。美国近来提出一种由纤维增强材料、可膨胀石墨、固体吸热材料、聚合物粘结剂等组成的阻燃涂料，可用于纤维板、木板的阴沟涂布。该涂料克服了以往涂料易产生烟气的不足。在火灾中可迅速膨胀形成轻质碳层，而放出的毒气（如： SO2、NO等）较少。可有效的对基材进行防火保护。但石墨表面的黑色限制了它的推广使用。通过表面改性以改变其颜色，增加涂料的色彩品种，使其颜色能为大众接受，是该研究的焦点问题。



塑料材料的阻燃可膨胀石墨是塑料材料良好的阻燃剂，其具有无毒、无污染等特点 ，无硫可膨胀石墨，单独使用或与其他阻燃剂混合使用都可达到理想的阻燃效果。可膨胀石墨在达到同样阻燃效果时，用量远小于普通阻燃剂。其作用原理是:在高温时，可膨胀石墨急剧膨胀，窒息了火焰 ，同时其生成的石墨膨体材料覆盖在基材表面 ，隔绝了热能辐射和氧的接触，其夹层内部的酸根在膨胀时释放出来 ，也促进了基材的炭化，从而通过多种阻燃方式达到良好的效果。



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