海泡泥的主要原料是海泡石粉,它是、、无味、无石棉、无放射性元素的一种水合镁硅酸盐粘土矿物,具有非金属矿物中大的比表面积(高可达900m2/g)和特的内容孔道结构,是公认的吸附能力强的粘土矿物。
海泡石的特殊结构决定了它拥有包括贯穿整个结构的沸石。水通道和孔洞以及大的表面积,它具有截面积为0.36nm×1.06nm的管状贯穿通道及高达900的理论表面积。在通道和孔洞中可以吸附大量的水或极性物质,包括低极性物质,因此海泡石具有很强的吸附能力。强吸附性以及可处理改善的大比表面,使之具备作催化剂载体的良好条件。海泡石的一些表面性质(如表面酸性弱、镁离子易被其它离子取代等),使其本身也可用作某些反应的催化剂。故海泡石不仅是一种很好的吸附剂,而且是一种良好的催化剂和催化剂载体。海泡石的晶体结构具有连续的硅氧四面体层。其中,每一个硅氧四面体都共用二个角顶同相邻的三个四面体相连。四面体中活性氧指向沿b轴周期性的倒转,因此形成了大小固定井平行于链的开口通道,这些通道中含有沸石水。在八面体边缘有两个水分子与镁离子结合,参与八面体配位。
海泡石的物理性质如下:
(1)外观:颜色多变,有白色、浅黄、浅灰、黑绿,条呈白色,不透明,触感光滑且粘舌。
(2)硬度:2-2.5
(3)比重:1-2.3
(4)耐高温:在350度的高温下,结构不发生变化,耐高温性能达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)饱和盐水吸附率:180一260%。
(8)热稳定性:1300度失湿存水,沸石水;
200~600度失结品水,结构无太人变化;
600~700度失结构水;
820度生成新相一顽火石。
(9)相转变:20一80MPa,22~76小时;500度以上,600度以下为蒙脱石一绿泥石混合物。
(10)悬浮性:海泡石易分散于水或其它强中等的极性溶剂里并形成网络,且几乎不受电解质的影响。
(11)溶液酸碱性:海泡石w=10%悬浮液pH值约为9。
在其结构单元中,硅氧四面体与镁氧八面体相互交替,具有层状和链状的过渡特征。海泡石具有特的理化性能,它的比表面积高(可达800-900m/g)、孔隙率大,拥有很强的吸附与催化能力。
海泡石的应用领域也十分广泛,而经过提纯、超细加工、改性等一系列处理的海泡石,可作为吸附剂、净化剂、除臭剂、补强剂、悬浮剂、触变剂、填充剂等应用于水处理、催化、橡胶、涂料、化肥、饲料等工业方面。除此之外,海泡石较好的抗盐性能和耐高温性能使其作为钻井泥浆原料应用于石油钻井、地热钻井等方面。
海泡石是一种纤维状富镁粘土矿物。这一矿物的德文名称是Meerschaum。Meer是海洋;Schaum是泡沫,故译名海泡石。海泡石的英文名称是Sepiolite。Sepia为乌贼,属海生动物,由于它骨骼多孔、体轻能浮于水,故以此命名这一矿物。海泡石来自远古的陆缘海、内陆海、湖泊,通过复杂的地质作用形成,是当今世上古老且的稀有非金属矿资源,具有特的纳米孔道结构和的吸附性。
粘土层间存有大量的无机阳离子,表现为亲水性,不利于其在有机相中分散。利用晶层间金属离子的可交换性,以有机阳离子交换金属离子,有机阳离子吸附在粘土层片上,有机部分嵌在层间,从而使层间距增大,使层间由亲水转变为疏水,有助于提高复合材料降低粘土表面能,以利于粘土晶层均匀地分散于聚合物中。当层状粘土以纳米级尺寸均匀分散于聚合物复合体系中时,结合聚合物长链结构及良好的加工性,此类材料的性能较其相应的宏观或微米级材料有大幅度的提高,包括抗张强度,弹性模量,热变形温度性能等表现出全新的性质,如的透明性或性质的各向异性等。因此开发利用粘土作为的补强剂,有着广阔的前景。