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论文与综述・

海泡石的性能及在造纸中的应用

公维光　高玉杰

天津轻工业学院　

(

天津　

300222)

摘　要 　海泡石是一种纤维状含水的镁硅酸盐 ,具有吸附性、

流变性、

催化性以及耐高温、

阻燃等性能。简述

了海泡石的结构与性能 ,并就海泡石的某些性能 ,论述了它在造纸中的应用

关键词 　海泡石　结构　性能　纸产品

　　海泡石是一种稀有的无机纤维非金属粘土矿 ,属

链状 —层状富镁硅酸盐。这一矿物的德文名称是

Meerschaum. Meer 是海洋 , Schaum 是泡沫 ,故译为海

泡石。海泡石的英文名称是 Sepiolite 。Sepia 为乌贼 ,
属海生动物 ,由于其骨骼多孔、

体轻 ,故能浮于水表面

上 ,故以此命名这一矿物。海泡石在我国主要分布于
湖南、

陕西、

江苏、

河北、

天津等地。

海泡石的特殊结构决定了它具有很好的吸附性

能、

流变性能、

催化性能及耐热性能等特性 ,因此海泡

石得到了广泛的应用。据目前国内外的资料统计 ,海
泡石的用途达 130 多种 ,不仅在工业、

农牧业中广为应

用 ,而且在现代科学技术领域和国防工业的用途也正
在迅速扩大 ,并出现了一些新的特殊用途 ,如宇航飞
行、

人造卫星、

月球演化等领域。海泡石已经成为世界

上用途最广的矿物原料之一。同样在造纸工业中 ,利
用它的吸附、

阻燃等性能近年来也得到了广泛的应用。

本文就海泡石的性能及在造纸工业中的应用作简要介

绍 ,使海泡石这一新型材料更好的为造纸工业服务。

1 　海泡石的结构和性能

1. 1 　海泡石的结构

海泡石为含水的镁硅酸盐 ,具有链状和层状纤维

状的过渡型结构特征 ,属 2∶1 层链状粘土。它的相对
密度为 2. 4～2. 6 ,其 w = 10 %悬浮液 p H 值大约为 9 ,
外观为灰白色流动粉末。海泡石的标准晶体化学式为

( O H)

( O H

)

・8H

O , 理论化学成分为 :

SiO

55. 65 % , MgO24. 89 % , H

8. 34 % , H

11.

12 %。由硅氧四面体和镁氧八面体组成。构成硅氧四
面体基础的氧 ,组成了间隔约 0. 65nm 的连续晶层 ,而
顶角氧却是交替地指向这种连续晶层的上下。指向同

一方向的四面体相互连接成两个辉石型链 ,这两个辉

收稿日期

:2002 - 02 - 22

石型链再连接成一个闪石型链 ,各四面体顶角所构成
的晶层可以靠羟基完善。这些晶层按八面体配位镁离

子相互连接起来。

海泡石的化学组成中类质同象混入物有铝、

铁、

铜

和少量的钙、

锰、

铬、

钾、

钠等杂质。产地不同 ,海泡石

的化学组成也有所差异。

1. 2 　海泡石的性能

海泡石结构最主要特征是它具有平行纤维隧道孔

隙 ,其孔隙体积占纤维体积的 1

Π2 以上。Serna 和 Van

Soyoe (1978) 曾对海泡石的表面积进行了计算 ,假定孔

道截面积为 6 ×1. 06nm ,则其表面积约为 800m

Πg～

900m

Πg ,外表面积约为 400m

Πg ,由于海泡石有如此

大的表面积 ,因而具有极强的吸附能力 ,大于任何其它
粘土物质。天然状态的海泡石就是一种很强的吸附

剂 ,它所吸附的水能够达到其本身重量的 200 %～

250 % ,因此 ,经常用它来生产多种多样的吸附剂 ,如
油、

水、

气的吸附剂、

香烟过滤剂、

脱色剂、

助滤剂、

洗涤

剂等等。

海泡石具有细长针状纤维外形 ,并且聚集成束状

体。当这些束状体在水或其它极性溶剂中分散时 ,针
状纤维就会疏散开 ,大量杂乱地交织在一起形成纤维
网络 ,这种网络能够使溶剂滞留 ,这就形成了高粘度并
且具有流变性的悬浮液 ,加之海泡石的化学惰性和遇
碱遇酸遇热的稳定性 ,使它广泛用于特种钻井泥浆的
制备 ,用于填料 (如橡胶、

塑料溶胶填料等) 和涂料填加

剂 (如油漆、

建筑、

保温涂料等) 、

饲料填加剂以及冶金、

陶瓷等多种领域。

海泡石表面存在着三种吸附活动中心 : (1) 硅氧四

面体层中的氧原子 ; (2) 在边缘部位与镁离子配对的水
分子 ,它们可以与吸附物形成氢键 ; (3) 由四面体层外
表面上的 Si - O - Si 键断裂而形成的 Si - OH 基 ,可与
被吸附在海泡石外表面上的分子相互作用 ,还可与某

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　2002 年　第 2 期　　　　　　　　　　

《黑　龙　江　造　纸》　　　　　　　　　　　　　　　　　　