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。
海泡石粘土(sepiolite clay)是一種以海泡石為主要成分的粘土,伴生有凹凸棒石、蒙脫石、滑石等,非粘土礦物混入物則有石英、方解石、天青石等。
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。
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。
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(lèi)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?,有助于提高?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。