海泡泥的主要原料是海泡石粉,它是、、無味、無石棉、無放射性元素的一種水合鎂硅酸鹽粘土礦物,具有非金屬礦物中大的比表面積(高可達900m2/g)和特的內(nèi)容孔道結(jié)構(gòu),是公認(rèn)的吸附能力強的粘土礦物。
海泡石的特殊結(jié)構(gòu)決定了它擁有包括貫穿整個結(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的吸附能力。強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,每一個硅氧四面體都共用二個角頂同相鄰的三個四面體相連。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口通道,這些通道中含有沸石水。在八面體邊緣有兩個水分子與鎂離子結(jié)合,參與八面體配位。
海泡石的物理性質(zhì)如下:
(1)外觀:顏色多變,有白色、淺黃、淺灰、黑綠,條呈白色,不透明,觸感光滑且粘舌。
(2)硬度:2-2.5
(3)比重:1-2.3
(4)耐高溫:在350度的高溫下,結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,耐高溫性能達1500-1700度
(5)吸咐性:吸收大于自身重量150%的水
(6)吸水率:160~200%。
(7)飽和鹽水吸附率:180一260%。
(8)熱穩(wěn)定性:1300度失濕存水,沸石水;
200~600度失結(jié)品水,結(jié)構(gòu)無太人變化;
600~700度失結(jié)構(gòu)水;
820度生成新相一頑火石。
(9)相轉(zhuǎn)變:20一80MPa,22~76小時;500度以上,600度以下為蒙脫石一綠泥石混合物。
(10)懸浮性:海泡石易分散于水或其它強中等的極性溶劑里并形成網(wǎng)絡(luò),且?guī)缀醪皇茈娊赓|(zhì)的影響。
(11)溶液酸堿性:海泡石w=10%懸浮液pH值約為9。
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渡特征。海泡石具有特的理化性能,它的比表面積高(可達800-900m/g)、孔隙率大,擁有很強的吸附與催化能力。
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、補強劑、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。
海泡石是一種纖維狀富鎂粘土礦物。這一礦物的德文名稱是Meerschaum。Meer是海洋;Schaum是泡沫,故譯名海泡石。海泡石的英文名稱是Sepiolite。Sepia為烏賊,屬海生動物,由于它骨骼多孔、體輕能浮于水,故以此命名這一礦物。海泡石來自遠(yuǎn)古的陸緣海、內(nèi)陸海、湖泊,通過復(fù)雜的地質(zhì)作用形成,是當(dāng)今世上古老且的稀有非金屬礦資源,具有特的納米孔道結(jié)構(gòu)和的吸附性。
粘土層間存有大量的無機陽離子,表現(xiàn)為親水性,不利于其在有機相中分散。利用晶層間金屬離子的可交換性,以有機陽離子交換金屬離子,有機陽離子吸附在粘土層片上,有機部分嵌在層間,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)層狀粘土以納米級尺寸均勻分散于聚合物復(fù)合體系中時,結(jié)合聚合物長鏈結(jié)構(gòu)及良好的加工性,此類材料的性能較其相應(yīng)的宏觀或微米級材料有大幅度的提高,包括抗張強度,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。因此開發(fā)利用粘土作為的補強劑,有著廣闊的前景。