15石棉

4. 耐酸碱腐蚀性
——是角闪石石棉不同于纤蛇纹石石棉的一 项重要技术性能。 （1）酸蚀量与碱蚀量：将角闪石石棉分别 浸泡于浓度为20%的HCl或NaOH溶液中，在 100℃的水浴内作用2h后： 酸蚀量：2.85~13.32%； 碱蚀量：1.32~10.06%。 （2）蓝石棉的耐碱性优于透闪石石棉和阳 起石石棉。
3）导电率低——电绝缘材料——地下电缆 施工保护管。
4）容易加工。 5）化学性质较稳定：虽不耐酸，但较普通 混凝土管耐久性好。
2. 纤维分散性和抗拉强度好，适于制作水泥 制品。
石棉质量根据比表面积、含砂量、夹杂物 含量分级。级别越高，质量越差。
3. 承压石棉水泥管一般要求用Ⅵ级温石棉， 以保证其具有良好的抗断裂能力； 4. 石棉水泥瓦应有一定的抗冲击强度，需 用Ⅵ级以上的石棉。 5. 波纹瓦需掺入一定量的V级石棉，以增 强制作过程中湿瓦的粘着性能； 6. 石棉面板用Ⅵ、Ⅶ级棉即可满足其强度 和脱水性能等要求。
（5）温石棉的热导率低（ 0.233 W / m· K）
3. 电学性质
（1）温石棉属半绝缘体，是良好的耐热绝 缘材料，且热绝缘寿命很长。
（2）温石棉质量电阻率为104~108 Ω·g/cm3， 稍优于角闪石石棉（质量电阻率 104~107Ω·g/cm3）。
（3）温石棉分散在气相或液相中表面会产 生电荷。——表面电性对温石棉的絮凝性和吸 附性能有重要影响。
定。
（五）橡胶增强材料
蓝石棉作为橡胶增强材料，可使制品具有 极好的强度和弹性及抗老化、抗温度剧变性能。 蓝石棉橡胶是航空和宇航的重要材料，也 是军事装备的密封和抗震材料。
（六）涂料填料
1. 蓝石棉几乎能同所有的树脂－聚脂树脂、 环氧树脂相适应，并与树脂形成较强的面键。 2. 蓝石棉涂料具有良好的稳定性，对酸、 碱、盐溶液、海水和部分有机化合物具有良好 的抗腐蚀作用、抗老化性能及耐热性，可制成 高温下使用的优质涂料。
（3）断裂伸长度1.5~5.2%
（4）蓝石棉的力学性质优于其它角闪石石棉。
3.电学性能
（1）角闪石石棉具有较低的质量电阻率：
在20℃、相对湿度65%的条件下测定，质 量电阻率ρｍ为104~107（Ω· g/cm2）。——角 闪石石棉的电阻率不高，绝缘性能不良。
（2）影响电阻率的因素主要是纤维表面的 吸附物。消除吸附水和其它导电的固体混入物 可提高其电绝缘性。
（5）温石棉纤维显表面电性的原因
A. 温石棉纤维的最外壳层是“氢氧镁 石”八面体片，其中的OH-基团在水中表现亲 水性，易进入液相，使纤维表面失去阴离子团， 存在过剩正电荷；
B. 三价阳离子对结构单元层中Si 4+和 Mg 2+的替代，也会造成八面体片正电荷过剩， 产生一种双电层偶极子结构——因而温石棉表 面通常总是带正电荷。
4. 液体过滤方面，主要用在化工和冶金工业 的各种石棉过滤器。
A. 化学工业中，只有蓝石棉制成的过滤 材料，才能过滤浓热的酸和其它腐蚀性液体； B. 电化学工业中，以蓝石棉作为电解过 程的筛孔材料； C. 制药工业中则用蓝石棉过滤抗菌素、 滤除细菌、分离病毒等。
（四）塑料、橡胶、涂料的填料
1. 塑料工业中，蓝石棉与玻璃纤维、纤 蛇纹石石棉同时使用或单独使用，可以获得仅 使用玻璃纤维和纤蛇纹石石棉所不具备的特殊 性能。
第15章
石棉（asbestos）
1. 石棉是具有纤维结构、可以劈分 成极细而又柔韧的纤维状矿物的总称。 2. 目前工业上广泛使用的石棉有两 种：
角闪石石棉 ——蓝石棉
纤蛇纹石石棉——温石棉
第一节
一、概述
角闪石石棉
1. 角闪石石棉是角闪石的纤维状变种。由于 碱性闪石组的一些纤维状变种具有不同色调的 蓝色，因而又称蓝石棉。 2. 在50多种角闪石矿物中，已发现的角闪石 石棉主要有： （1）镁铁锰质闪石组： 直闪石石棉 铁闪石石棉 （2）钙质闪石组: 透闪石石棉 阳起石石棉
第二节
纤蛇纹石石棉
一、概述
1. 化学式 Mg6[Si4O10](OH)8——纤蛇纹石石棉 Mg3[Si4O10](OH)2——滑石
2. 化学组成(wB%) MgO 43.0 SiO2 44.1 H2O 12.9 常含有Fe、Mn、Al、Ni、F等杂质元素。
二、 工艺技术特性
1.机械强度
（1）除玻璃纤维和硼纤维的抗张强度与温 石棉相近外，其余常见纤维材料的抗张强度都 不及温石棉（约2600~3100MPa）。
（3）钠钙质闪石组: 蓝透闪石石棉 （4）碱性闪石组: 锰闪石石棉 钠铁闪石石棉 镁钠铁闪石石棉 钠闪石石棉 镁钠闪石石棉 3. 最具有工业意义的是镁钠闪石石棉。
二、工艺技术特性
1. 纤维性与劈分性
（1）纤维性——是石棉发育为纤维的性质； （2）劈分性——是在石棉自身纤维化的基础 上，通过人工分散处理能达到的纤维分散程度。 （3）劈分性通常用纤维细度和比表面积来衡 量。
1. 作为过滤剂和吸附剂净化气体和液体， 用于化工、冶金、航空、军事等部门。 2. 在战争中，毒烟、毒雾、细菌等致死剂 或失能剂以及放射性尘埃污染物，通常以 0.1~200μｍ的气溶胶状态出现，通过呼吸道进 入人体而起到杀伤作用。
——镁钠闪石石棉和镁钠铁闪石石棉是净 化有毒气体的唯一天然纤维材料，对于滤除穿 透能力最强的粒径为0.1~1μｍ的有毒粒子十分 有效。
4）纤蛇纹石中的氢键作用力未达到平衡， 故对水分子也有较强吸引力。 ——温石棉表面比一般矿物对吸附水的结合 力强。
8.分散成浆性能
1）纤维成浆性能——是指纤维在溶液中能 充分均匀地分散并稳定悬浮，形成胶状分散溶 液的性质。 2）表面结构完整的柔软型纤维能分散成浆。 3）柔软型纤维在水溶液中表面荷正电，能 吸附OT分子（阴离子表面活性剂），充分松解 分散，纤维柔软，相互绞缠，增大浮力，易于 稳定地悬浮于水中，极难沉淀。
——原因是蓝石棉具有优良的耐腐蚀性能 和力学性能。 2. 蓝石棉同酚醛树脂混合制成的复合塑 料，是一种高强度的耐酸、碱、盐和染料等腐 蚀的材料，可作机械配件，也可用作电气绝缘 材料。
3. 蓝石棉还可以与树脂结合，制成不同性
能的密封胶、粘合胶，并具有良好的防水、耐 油性能、很高的强度和抗老化性能。
某些蓝石棉增强粘合剂在高温下仍高度稳
6.化学稳定性
（1）温石棉耐碱性强，耐酸性差。
（2）温石棉的酸蚀量大，主要是“氢氧镁 石”层受到破坏。 （3）随酸蚀作用持续进行，温石棉的 MgO含量明显减小，SiO2含量增加，逐渐变为 具纤维假象的硅胶。
7. 吸附性能
1）温石棉的吸附性与其比表面积呈正相关， 也与纤维表面键性有关。 2）异价离子替代所产生的双电层偶极子使 温石棉纤维对极性水分子有很强的吸附能力。 3）温石棉的Al 3+、Fe 3+离子含量越高， 脱—吸附水的温度亦越高。
C. 长纤维温石棉制成的石棉毡或石棉纸浸 以树脂后，可成为高强度、耐热性能好的坚韧 性制品。
——用以制造飞机机翼、小航船、 雷达扫描盘天线、航空机油箱、 汽车车体、火箭管、 导弹喷嘴锥体等。
（四）石棉摩阻材料
——在交通运输的制动材料中占有重要地位。
1. 制品特点：温石棉的纤维机械强度和热稳 定性赋予制动材料以较高的强度和耐热性能。
（五）石棉沥青制品
—— 由Ⅶ级棉和沥青及各种溶剂制成。
(二）石棉纺织品
1. 制品：石棉布、石棉绳。
2. 质量要求：一般要求用Ⅲ级或Ⅲ级以上 的温石棉。
具有优良成浆性能的温石棉，即使短纤维 也可用湿纺方式制作纺织制品。 3. 用途：用作多种耐热、防火、防腐、耐 酸碱等材料； 保温隔热材料、化工过滤材料、电解槽的 隔膜材料等。
（三）石棉塑料制品
1. 制品特点：温石棉作为轻质增强纤维，可 使塑料的机械强度增大，容重减小。 2. 性能与用途： A. 含铁低的优质温石棉与酚醛树脂可制成 各种电工绝缘制品； B. 用聚脂树脂、酚树脂、热固性硅树脂、 三聚氰胺树脂、呋喃树脂等各种胶结剂，与石 棉或石棉纸、石棉布制成胶合层板，具有很高 的强度；
（4）纤维细度通常由电子显微镜实测，平均 直径为0.16~0.86μm，最小直径0.041μm。
（5）比表面积常采用氮吸附法测定，一般 为2.4~12.4m2/g。
（6）角闪石石棉的细度及劈分性与其成分 和晶体结构有关： A. 当Al 3+代替Si 4+时，所形成的Al-O四 面体比Si-O四面体大，引起双链扭曲和负电性 增大。
——这些均影响链的坚固性，导致沿链的 方向化学键力的减弱和垂直于链的方向上化学 键的增强，——晶体形成时沿垂直于双链的方 向发育性相对增大，从而影响纤维的细度。
B. 双链间以低电价、大半径阳离子Na、K、 Ca连结时，石棉纤维细度较细——因而，自然 界纤维细度小、比表面积大、质量好的角闪石 石棉多为碱性闪石石棉。
（2）在高温下，温石棉仍能保持相当高的 强度。 加热处理至300~450℃，石棉的抗拉强度 增大，且在冷却后相当长时间内仍保持良好强 度。
2. 热稳定性
（1）温石棉在500℃以上明显脱羟。
（2）温石棉的结构破坏约在650~700℃。
（3）富镁温石棉的吸热谷温度约为700℃。
（4）富铁温石棉吸热谷温度较低。
（二）石棉水泥制品
1. 钠闪石石棉具有比一般石棉更高的强度、 优良的耐化学腐蚀性和滤水性，是制造高压石 棉水泥管和水泥板的优质增强材料。 2. 将分散处理的镁钠闪石石棉加入蛇纹石 石棉作填料的石棉水泥制品中，可大大缩短水 泥的滤水时间并提高强度。——这种石棉制品 具有良好的抗化学腐蚀性能。
（三）气体和液体净化材料
C. 结构中存在单链、三链或多链是形成优 良的细长纤维的重要原因。 ——因为在双链之间加入单链、三链等奇 链后，可使奇链两侧产生位错，从而在（001） 面上呈现螺旋状生长，使晶体沿ｃ轴方向的生 长速度大大加快而成细长纤维。