海泡石的特殊結(jié)構(gòu)決定了它擁有包括貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)的沸石。水通道和孔洞以及大的表面積,它具有截面積為0.36nm×1.06nm的管狀貫穿通道及高達(dá)900的理論表面積。在通道和孔洞中可以吸附大量的水或極性物質(zhì),包括低極性物質(zhì),因此海泡石具有很強(qiáng)的吸附能力。強(qiáng)吸附性以及可處理改善的大比表面,使之具備作催化劑載體的良好條件。海泡石的一些表面性質(zhì)(如表面酸性弱、鎂離子易被其它離子取代等),使其本身也可用作某些反應(yīng)的催化劑。故海泡石不僅是一種很好的吸附劑,而且是一種良好的催化劑和催化劑載體。海泡石的晶體結(jié)構(gòu)具有連續(xù)的硅氧四面體層。其中,每一個(gè)硅氧四面體都共用二個(gè)角頂同相鄰的三個(gè)四面體相連。四面體中活性氧指向沿b軸周期性的倒轉(zhuǎn),因此形成了大小固定井平行于鏈的開(kāi)口通道,這些通道中含有沸石水。在八面體邊緣有兩個(gè)水分子與鎂離子結(jié)合,參與八面體配位。
海泡石纖維是一種天然礦物纖維,是海泡石礦物的纖維狀變種,稱之為α-海泡石。據(jù)介紹,海泡石作為一種層鏈狀的硅酸鹽礦物,結(jié)構(gòu)中兩層硅氧四面體中間夾一層鎂氧八面體,形成2∶1 型的層狀結(jié)構(gòu)單元。其四面體層是連續(xù)的,層中活性氧的指向周期性的發(fā)生倒轉(zhuǎn)。八面體層形成上下層相間排列的通道。通道的取向與纖維軸一致,允許水分子、金屬陽(yáng)離子、有機(jī)小分子等進(jìn)入其中。海泡石具有較好的耐熱性,海泡石還有良好離子交換和催化特性,及耐腐蝕、抗輻射、絕緣、隔熱等特性,尤其是其結(jié)構(gòu)中的Si-OH能與有機(jī)物直接反應(yīng)生成有機(jī)礦物衍生物。
在其結(jié)構(gòu)單元中,硅氧四面體與鎂氧八面體相互交替,具有層狀和鏈狀的過(guò)渡特征。海泡石具有特的理化性能,它的比表面積高(可達(dá)800-900m/g)、孔隙率大,擁有很強(qiáng)的吸附與催化能力。
海泡石的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛,而經(jīng)過(guò)提純、超細(xì)加工、改性等一系列處理的海泡石,可作為吸附劑、凈化劑、除臭劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、懸浮劑、觸變劑、填充劑等應(yīng)用于水處理、催化、橡膠、涂料、化肥、飼料等工業(yè)方面。除此之外,海泡石較好的抗鹽性能和耐高溫性能使其作為鉆井泥漿原料應(yīng)用于石油鉆井、地?zé)徙@井等方面。
海泡石具有較好的吸附,脫色、熱穩(wěn)定、抗腐蝕、抗輻射、隔熱絕緣、抗摩擦、防滲透等性能,廣泛用于鉆井、石油、醫(yī)藥、釀造、建材、農(nóng)藥、化肥、橡膠制品、制動(dòng)等方面。
海泡石礦物纖維在一些領(lǐng)域的要求如下:
脫色率≥ 造漿率>4m3/ t 分散性快是石棉3倍熔點(diǎn)為1650℃,粘度30-40s,能自然分解不產(chǎn)生污染,是國(guó)家大力提倡的無(wú)石棉計(jì)劃第二點(diǎn)在國(guó)外已全部應(yīng)用,有綠色礦物纖維的稱號(hào)。
海泡石粘土濕時(shí)柔軟,收縮率低,可塑性好,具的比表面能,有的吸附性,脫色性和分散性,熱穩(wěn)定性高,耐火度可達(dá)1500~1700℃,絕緣性、可塑性能好,抗鹽度其它粘土。因此已成為世界上用途廣泛的粘土原料之一。
主要用于陶瓷、環(huán)保、冶金、鑄造、塑料、橡膠、化工、輕工、石油、建筑、和農(nóng)牧業(yè)等方面。海泡石粘土是配制特殊鉆井泥漿的好原料,也是油脂工業(yè)和石油精煉中佳的吸附劑或過(guò)濾劑。其使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值一般都坡縷石。
粘土是指粘土礦物的集合體,有特的晶層重疊結(jié)構(gòu),具有資源豐富、價(jià)格便宜等特點(diǎn),被認(rèn)為是聚合物理想的填料。由于粘土層間是水合陽(yáng)離子,與高聚物或單體的相互作用較小,親水的微環(huán)境不利于有機(jī)物進(jìn)入層間,因而需要對(duì)粘土表面進(jìn)行改性處理。當(dāng)層狀粘土以納米級(jí)尺寸均勻分散于聚合物復(fù)合體系中時(shí),結(jié)合聚合物長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)及良好的加工性,此類材料的性能較其相應(yīng)的宏觀或微米級(jí)材料有大幅度的提高,包括抗張強(qiáng)度,彈性模量,熱變形溫度性能等表現(xiàn)出全新的性質(zhì),如的透明性或性質(zhì)的各向異性等。
粘土層間存有大量的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子,表現(xiàn)為親水性,不利于其在有機(jī)相中分散。利用晶層間金屬離子的可交換性,以有機(jī)陽(yáng)離子交換金屬離子,有機(jī)陽(yáng)離子吸附在粘土層片上,有機(jī)部分嵌在層間,從而使層間距增大,使層間由親水轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷兄谔岣邚?fù)合材料降低粘土表面能,以利于粘土晶層均勻地分散于聚合物中。當(dāng)層狀粘土以納米級(jí)尺寸均勻分散于聚合物復(fù)合體系中時(shí),結(jié)合聚合物長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)及良好的加工性,此類材料的性能較其相應(yīng)的宏觀或微米級(jí)材料有大幅度的提高,包括抗張強(qiáng)度,彈性模量,熱變形溫度性能等表現(xiàn)出全新的性質(zhì),如的透明性或性質(zhì)的各向異性等。因此開(kāi)發(fā)利用粘土作為的補(bǔ)強(qiáng)劑,有著廣闊的前景。