海泡石的沉積作用形成或由蛇紋巖蝕變而成的。
海泡石本身是無(wú)害的,但是由于海泡石礦是由蛇紋巖蝕變而來(lái),而蛇紋巖又是石棉的主要成分,因此很難將海泡石與石棉分離,一般的海泡石都會(huì)含有少量的石棉成分,比例大約在5%~30%左右。海泡石主要被用來(lái)制作煙斗。中國(guó)江西樂(lè)平、湖南瀏陽(yáng)等地有產(chǎn)出。江西樂(lè)平牯牛嶺是我國(guó)海泡石的發(fā)現(xiàn)地。海泡石粘土的地質(zhì)調(diào)查始于章人駿,1947年,他依據(jù)化學(xué)分析及脫色效果將“耐火白土”定名為海泡石,并討論了礦床的成因。
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(chēng)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。
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。
其成因有兩種類(lèi)型,一種為熱液型,另一種為沉積型。前者的礦物成分,以海泡石為主,含量可達(dá)80- 90%以上,其次可含有少量的石英、白云石、方解石、蛋白石、云母、滑石等。這種類(lèi)型的海泡石礦,因規(guī)模小,大多數(shù)達(dá)不到開(kāi)采價(jià)值。沉積型海泡石粘土,礦物組成較復(fù)雜,海泡石含量在30~95%之間。
黏土是一種的非金屬礦物,包括高嶺石族,蒙脫石族,伊利石族等,種類(lèi)繁多。粘土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:由Si—O結(jié)構(gòu)層狀骨骼,按夾在它們之間的離子種類(lèi)形成各種層狀結(jié)構(gòu),并沿C軸重疊,具有的殘缺表面,層間結(jié)合力弱,并存在著層內(nèi)結(jié)構(gòu)不飽和填充與扭曲等。粘土的這些結(jié)構(gòu)層次之間存在著密切的聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的可能,尤為重要的是粘土表面存在大量 一OH斷鍵,為粘土表面改性提供了條件。通過(guò)物理和化學(xué)方法對(duì)黏土的物理和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改良,使其擁有特定的改良特性。
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(lèi)材料的性能較其相應(yīng)的宏觀(guān)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。