石棉的角闪石类
包括青石棉(crocidolite)(亦称兰石棉或紫石棉)、铁石棉(amosite)、直闪石石棉(anthophyllite)、透闪石石棉(tremolite)和阳起石(actinolite)。
蓝石棉:化学组成:Na2Fe5[Si4O11]2(OH)2,MgO 1.37% SiO2 51.94%
直闪石石棉:(MgFe)7[SiO8O22](OH)2, MgO 28~34% SiO2 56-58%
透闪石石棉:Ca2(Mg~Fe)5[Si4O11]2(OH)2, MgO 0~30% SiO2 53-62%
铁石棉:(MgFe)7[Si4O11]2(OH)2, MgO 15.31% SiO2 54.33%
角闪石类石棉各品种由于含有钠、钙、镁和铁成分数量不同而相区分。须注意,蛇纹石和角闪石矿物本身可有纤维结构或非纤维结构两种,有纤维结构的蛇纹石和角闪石才称为石棉。
石棉的种类 序号中文名称 英文名称 CAS No: 1 温石棉 Chrysotile 12001-29-5 2 铁石棉 Amosite 12172-73-5 3 青石棉 Crocidolite 12001-28-4 4 直闪石棉 Anthophyllite asbestos 77536-67-5 5 阳起石棉 Actinolite asbestos 77536-66-4 6 透闪石棉 Tremolite asbestos 77536-68-6
中文名称:石棉 英文名称:asbestos 定义:天然纤维状或能劈分成纤维状的矿物集合体的总称。根据矿物化学成分、晶体结构可划分为蛇纹石石棉、闪石石棉、水镁石石棉、坡缕石石棉、海泡石石棉、叶蜡石石棉等。石棉是6种具有商业用途天然纤维矿物的总称。石棉这个术语不是矿物学的,而是商业性的术语,是指具有高抗张强度、高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具有可纺性的矿物产品。石棉由纤维束组成,而纤维束又由很长很细的能相互分离的纤维组成。石棉可分为蛇纹石石棉(温石棉)和闪石石棉两类。[1]
石棉很早就用于织布,中国周代已能用石棉纤维制做织物,因沾污后经火烧即洁白如新,故有火浣布或火烷布之称。石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性,是重要的防火、绝缘和保温材料。目前石棉制品或含有石棉的制品有近3000种,主要用于机械传动、制动以及保温、防火、隔热、防腐、隔音、绝缘等方面,其中较为重要的是汽车、化工、电器设备、建筑业等制造部门。[1]
由于石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病,许多国家选择了全面禁止使用这种危险性物质,其他一些国家正在审视石棉的危险。因此中国初高中化学实验室至今仍使用石棉网的现象十分令人担忧。
两种瓶胆的保温效果都差不多,只是在瓶胆制作工艺上有点不同而已。
关于石棉
石棉,英文是“Asbestos”,指具有高抗张强度、高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具有可纺性的硅酸盐类矿物产品。石棉由纤维束组成,而纤维束又由很长很细的能相互分离的纤维组成。石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性,是重要的防火、绝缘和保温材料。
由于石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病,许多国家(比如欧美国家)选择了全面禁止使用这种危险性物质,其他一些国家正在审视石棉的危险。
那么“有石棉保温瓶瓶胆”就是,保温瓶瓶胆其实由外胆和内胆组成,内外胆之间是抽真空,用于保温的。那么内外胆之间就需要有个支撑物来固定。所以,具有绝热性、容易造型的保温材料——石棉就是这个支撑物的最佳之选!
无石棉保温瓶瓶胆就是内外胆之间没有“石棉”作为支撑物的那种保温瓶瓶胆了。当然,“无石棉保温瓶瓶胆”价格要贵一些。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料。英文原名为:glass fiber 。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺。最后形成各类产品,玻璃纤维单丝的直径从 几 个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ,每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成,通常作为复材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等,广泛应用于国民经济各个领域。
玻璃纤维有(无)捻粗纱及经过加捻形成不同规格不同用途的纺织细纱。主要有无碱(R2O<0.8%,代号E)和中碱(R2O12.0±0.47%,代号C)两种。主要用作玻璃钢手糊、层压、缠绕、喷射成型的增强材料和绝缘、复合、防火等玻纤制品的生产。
玻璃纤维及其制品术语
1、纤维、单丝、原丝
长度比起直径大得多,并具有一定柔软性的纤细物质称为纤维。
一根细而极长可认为连续长度的纺织单元,称为单丝。
由几十根至上千根平行排列的纤维,没有捻度,依靠浸润剂粘结集束而成的长丝,称为原丝。
2、初捻纱、复捻纱、缆线
原丝经加捻后即成为具有一定单向捻度的纱,这种沙称为初捻纱,在玻璃纤维工业中医把称为退解纱。
由2根或2跟以上的初捻纱经多次复捻制得的纱称复捻沙,在玻璃纤维工业中称并捻纱。
由多根退解纱,经两次或两次以上复捻制得的具有平衡捻度的复合线,称为缆绳。
3.公制号数、公制支数
玻璃纤维原丝内在质量的检验,主要是检验原丝的粗细度,即测取一定长度的单股原丝予以称重。长度一定,丝愈粗,则愈重。现在通常用公制号数来表示纱线的粗细程度,1980年以前我国一直沿用公制支数(简称公支)来表示纱线的粗细程度。前者是定长制,后者是定重制。
①定长制:纱线的粗细度系根据单位长度的纱质量表示。国际标准化组织推荐用公制号数(线密度、tex)作为表示纱线粗细度的通用制度。
公制号数的含义,是以1000m纱线在公定回潮率时的质量(g)来表示,称为纱线号数(t).即长1000m的原丝称重几克即为多少tex.如1000m的玻璃纤维原丝重20g,即为20tex重24g,即为24tex.这说明纱线越细,号数愈小,线密度愈低;纱线越粗,号数愈大,线密度愈高
石棉(英文名Asbestos)是一组具有纤维状结构,可劈裂成纤细而柔韧纤维的硅酸盐矿物的总称,按其成分、矿物结构和性质可分为两大类:一类叫蛇纹石石棉(英文名serpentine Chrysotile),也称纤维蛇纹石石棉或温石棉(amphibole),其突出的性能之一是耐碱。另一类石棉叫角闪石石棉(Amphibole),常见种属有:直闪石石棉、铁镁闪石石棉、铁闪石石棉、透闪石石棉、阳起石石棉、镁铁闪石石棉、高铁钠闪石石棉、钠铁闪石石棉、蓝透闪石石棉。其代表品种叫蓝石棉(英文名Chricidolite),其突出的性能之一是耐酸,化学成分为硅酸镁铁钙。据中国非金属工业协会发布,我国纤维蛇纹石石棉(温石棉)含量丰富,约占石棉总量的90%,而闪石类石棉仅占石棉总量的10%。闪石类石棉确有致癌作用,国际上公认为强制癌物质。
石棉的用途非常广泛,70%的石棉用于建筑行业,如石棉板、石棉瓦等,因此,房屋拆毁时会引起一时性的石棉污染。在日常生活中也经常会用到石棉制品,如汽车刹车、烫衣板、水管、输气管、地板和墙壁等。由于石棉制品的废弃、表面暴露、磨损、自然风化脱落,造成了广泛的石棉污染;同样,在交通繁忙的地区,汽车制动器的磨损使得大气环境中石棉的含量逐年增加。
石棉本身并无毒害,它的最大危害来自于它的纤维,这是一种非常细小,肉眼几乎看不见的纤维。中外专家通过对十几种矿物无机纤维的比较实验证明,当这些细小的纤维被吸入人体内,就会附着并沉积在肺部,如果不能排出或被人体中的巨噬细胞所吞噬,就可能造成癌变或其他肺部疾病。2004年4月20日“石棉国际会议”上,雅克•杜尼根博士、瑞士著名的吸入毒物学专家、多国政府毒物学顾问大卫•伯恩斯坦博士等先后发表了最新研究成果,该成果显示了蛇纹石纤维和闪石类纤维的天壤之别。动物实验表明:闪石类纤维在生物体内能长久的残留并导致严重的细胞损害,而蛇纹石纤维进入动物肺部后,10天左右就会被巨噬细胞吞噬或自动排出体外,不会留下永久性细胞损害的迹象。温石棉是在动物体内滞留时间最短的无机纤维材料。
石棉为国际医学界公认的有害物质,长期接触石棉可引起肺癌、胸膜和腹膜的间皮瘤及各种恶性肿瘤。这些肺部疾病往往会有很长的潜伏期,石棉肺、肺癌的潜伏期一般为15~20年,间皮瘤可能要经过20~40年后才能发现。石棉已被国际癌症研究中心认定为一级致癌物。
据美国流行病学调查发现,石棉接触工人中胃肠道癌症死亡率是非石棉工人的2.7倍,石棉工人消化系统全肿瘤、肺癌、肝癌、胃癌死亡率明显高于居民对照组。而我国石棉污染区居民肺癌发病率为一般居民的6.23倍。目前已知间皮瘤的唯一病因就是石棉,一经确诊,患者的生命不会超过两年。这些疾病都很难早期发现。调查表明:间皮瘤的患者多见于闪石类石棉作业者,温石棉作业者很少见。我国石棉产区间皮瘤的百万人发病率高达85人,而一般人群仅为1人。
由于石棉引发疾病的潜伏期较长,欧洲很晚才注意到这种癌症的危险性。欧洲的一个机构预测,到2025年,其成员国中将有近40万人死于石棉引起的疾病,其中25万人死于间皮瘤。西班牙在1985~1995年进口了200万吨石棉,预计到2020年将造成5万多人死亡。在欧洲,据预测到2020年因石棉公害引发的肺癌而致死的患者将达到50万人。而在日本,预测到2040年将有10万人因石棉引起的疾病而死亡。
石棉公害问题一直引起世界各国的普遍关注,工作与石棉无关的人群患病的危险性也在增大,危险主要来自那些含有石棉纤维的商品。因此,预防石棉对人体健康的危害,需要采取综合措施,遵守国家颁布的一系列政策法律,注意个人防范意识,从各个方面减少石棉对人类健康的危害。
摩根防火
石棉布按烧失量分为以下五种型号:
(1)SB-16;
(2)SB-19;
(3)SB-24;
(4)SB-28;
(5)SB-32。
注:①“SB”系石棉布的汉语拼音字的缩写。“S”表示石棉,“B”表示布。
②夹金属丝的石棉布,铜丝用“T”,铅丝用“Q”表示,加注于上列SB两拼音字母之后 。
1、JC、T210-2000是石棉布执行标准号,所以大多数厂家都是选用的这个型号。
2、石棉属于硅酸盐类矿物,含有氧化镁、铝、钾、铁、硅等成分。多数为白色,也有灰、棕、绿色纤维状集合体,丝绢光泽,具有耐火、耐碱性能,溶于盐酸。
蛇纹石石棉分布很广,占石棉产量的95%以上,它主要形成于侵入岩与白云岩或白云质灰岩的接触带和超基性岩经变质作用形成的蛇纹岩的网状裂隙中。闪石石棉多在动力变质条件下,由热液提供钠和镁交代含铁硅质岩而成。石棉常用于耐热、绝缘、耐酸、耐碱的材料。中国四川石棉县及青海省芒崖是石棉的著名产地。
石棉的应用已有数千年的历史。我国早在春秋战国时代列子书中就有记载:“火浣之布,浣之必投于火,布则火色垢则布色。出火而振之,皓然疑乎雪”。说明那时我国劳动人民就用石棉织布,用于防火。
经过几千年人类科学技术的发展,作为工业原料或材料的石棉,其应用就更加广泛和重要了。目前石棉制品或含有石棉的制品有近3000种,为20多个工业部门所应用。其中较为重要的是汽车、拖拉机、化工、电器设备等制造部门。主要利用较高品级的石棉纤维织成纱、线、绳、布、盘根等,作为传动、保温、隔热、绝缘等部件的材料或衬料,在建筑工业上广泛应用中低品级的石棉纤维,主要用来制成石棉板,石棉纸防火板,保温管和窑垫以及保温、防热、绝缘、隔音等材料。石棉纤维可与水泥混合制成石棉水泥瓦、板、屋顶板、石棉管等石棉水泥制品,代替大量钢材广泛用于各种建筑工程。石棉和沥青掺合可以制成石棉沥青制品,如石棉沥青板、布(油毡)、纸、砖以及液态的石棉漆、嵌填水泥路面及膨胀裂缝用的油灰等,作为高级建筑物的防水、保温、绝缘、耐酸碱的材料和交通运输工程必不可少的材料。国防工业上石棉与酚醛、聚丙烯等塑料粘合,可以制成火箭抗烧蚀材料、飞机机翼、油箱、火箭尾部喷咀管以及鱼雷高速发射器,大小船舶、汽车车身以及飞机、坦克、舰舶中的隔音、隔热材料,石棉与各种橡胶混合压模后,还可做成液体火箭发动机连接件的密封材料。石棉与酚醛树脂层压板,可做导弹头部的防热材料。兰石棉还可作防化学、防原子辐射的衬板、隔板或者过滤器及耐酸盘根、橡胶板等。现根据制品的制造工艺及用途不同,将石棉制品划分为八大类,分别介绍如下。
1、石棉水泥制品
这一类制品的种类繁多,常见的如石棉水泥管,石棉水泥瓦和石棉水泥板和各种石棉复合板等。这类制品的石棉用量占石棉总消耗量的75%以上,它们的共同特点是:
(1)比密度和容重都较小。比密度平均为2.75,容重为1600~2200kg/m3,是很好的轻质材料。
(2)导热性低。导热系数为0.198~0.244W(m·K),因敷设石棉水泥管的深度可以比敷设铸造铁管浅得多,故可大量节省基建投资。
(3)导电率低。石棉水泥管埋在地下不会腐蚀,其寿命比铸铁管长,机械强度高,能程受较大压力。是一种较好的电绝缘材料。
(4)容易切削加工。用钉子也能很好地将石棉水泥制品凿通,这点与木材性质相似。
(5)化学性质稳定。石棉水泥管虽不耐酸,但在矿物水中比混凝土管耐久。
石棉水泥管可用于煤气管、下水管、烟道、油管、通风管、井管及地下电缆保护管,可节省大量钢材,延长使用寿命,节约电力等。
石棉水泥瓦适应于防火条件要求比较高的厂房,仓库等建筑物,具有成本低,屋面轻,施工方便、快捷等优点。随着涂料工业的发展,各种彩色石棉瓦、彩色石棉板等将为建筑行业提供更优质的材料。
石棉板用于建筑物的隔热、隔音墙板等。 生产石棉水泥制品一般选用硬结构的针状棉,级别要求不甚高,4~5级棉即可满足使用要求。
2、石棉纺织制品
石棉纤维质地柔软,机械强度高,可纺织成各种规格的石棉纱,而后捻线、搓绳、织布、织带,再制成各种制品。
但是石棉纤维的表面平直光滑,不易纺成纱,因此需掺合一定数量的植物纤维(如棉花等)混合纺织。不过这类纤维也不能掺得太多,以免影响制品性能。近年来发展起来的无尘湿式纺纱,采用纯石棉。
石棉纱纺制品一般都用温石棉制造,防酸制品则用青石棉。所用石棉的等级一般为块棉及长纤维。
主要的石棉纺织制品有石棉布、石棉绳。石棉布的主要用途,除了制造各种耐热、防腐、耐酸、碱等材料外,还利用它做化工过滤材料及电解工业电解槽上的隔膜材料以及锅炉、气包、机件的保温隔热材料,在特殊场合用它做防火幕。在冶金厂、玻璃厂、渗炭厂、化工厂等都需要用石棉布做成石棉衣、石棉手套、石棉靴等劳保用品,防止高温火花及有毒液体对人的损害。
3、石棉保温隔热制品
在一般蒸汽锅炉的外壁和蒸汽导管中的热能,因辐射和传导作用,在输送过程中热能损失很大,蒸汽热效率降低很多。因此在锅炉外壁和导管上常用石棉制作保温层,这种保温层能提高锅炉的热效率,降低热能损耗。此外,由于对蒸汽设备隔热,降低了车间的温度,改善了劳动条件。对于石油精炼等易燃、易爆部门亦可减少事故。冷藏设备采用石棉隔热,可以提高冷藏效果。用于车、船等交通工具的锅炉室隔热,将不致提高车厢或船舱的温度。
为了充分利用短纤维石棉和低质量石棉以降低成本,把石棉和其它材料配合制成以下保温材料用于有关设备中。如碳酸镁石棉粉、硅藻土石棉泥、碳酸钙石棉粉、陶土石棉粉等都是比较廉价的石棉保温材料。近年来,国内又开发出了一种比较高级的石棉保温材料-泡沫石棉,该产品导热系数低、保温性能好、节能效果显著,而且装卸方便,正在全国迅速推广。
4、石棉橡胶制品
石棉橡胶制品主要用于各种设备的密封、衬垫。主要品种包括:油浸石棉盘根、油浸石棉石墨盘根、其它石棉盘根、石棉橡胶板,耐油板等。生产量最大的是普通石棉橡胶板(高、中、低压)及耐油板,其牌号如表。
石棉橡胶制品一般用温石棉制造,根据牌号不同选择不同级别。
石棉橡胶板性能
品 种 牌 号 表面颜色 使 用 条 件
普通石棉橡胶板 XB-450
XB-350
XB-200 棕黑色
红 色
本 色 普通介质,压力588×104Pa温度450℃
普通介质,压力392×104Pa温度350℃
普通介质,压力147×104Pa温度200℃
耐油石棉橡胶板 400#
300#
250# 红棕色
天蓝色
黑棕色 油介质,压力392×104Pa温度400℃
油介质,压力294×104Pa温度300℃
油介质,压力147×104Pa温度200℃
5、石棉制动(传动)制品
石棉传动和制动制品是任何传动机械和现代交通工具所不可缺少的,这是因为石棉有较高的机械强度和耐热性,有良好的摩擦性能。
(1)制动产品:有制动带、制动片或叫刹车带、刹车片。国产刹车带现有三种类型:一是石棉编制刹车带,分树脂和油浸两种,多用于矿山机械和拖拉机;二是橡胶石棉布刹车带,多用于城市汽车制动;三是石棉纤维橡胶刹车带,多用于轻型机械的制动。
国产刹车片主要用石棉为增强材料,以酚醛树脂为粘合剂,以填料为摩擦性能调节剂,经膜塑而制成的三元复合材料,主要用于载重汽车的制动刹车。另外,还有人工合成的火车闸瓦,钻机闸瓦等,也属于制动产品。
(2)传动制品:主要用于各种机动车辆和工程机械的动力传动。主要品种为各种规格的离合器片、阻尼片等。石棉离合器的主要成分与刹车片相近。石棉制动材料对石棉的要求不很高,只要石棉纤维充分松解,5、6级石棉已能满足制品性能要求。
6、石棉电工材料
利用石棉纤维与酚醛树脂塑合而制成各种电工绝缘材料。在电工上做高压器材的底板,高压开关把手,电话耳机柄及其军用器材以及配电盘、配电板、仪表板等。
在造纸机上,用精选的石棉制成厚度为0.2mm以下的绝缘石棉纸,是用在电机线圈的一种绝缘材料。
温石棉用于制造电工绝缘材料时,必须充分注意纤维中所含铁的存在形式。这种铁若是以磁铁矿细粒分散在纤维中,则其制品的绝缘性显著降低,甚至不能做电工制品。因此,必须经过特殊处理除去此类杂质,方可用于制造电绝缘制品。涞源石棉矿属碳酸盐岩型石棉矿床,含铁量少,绝缘性能极佳,最适宜制造石棉电工材料。
角闪石石棉中的磁铁矿细粒则要经过酸处理后方可使用。
7、石棉沥青制品
石棉纤维掺合在天然沥青或人造沥青中便可制成石棉沥青制品,石棉纤维在沥青中可以提高沥青的软化温度及降低其在低温下的脆性。
石棉沥青制品有很多种,如薄型的石棉沥青板、石棉沥青布(石棉油毡)、石棉沥青纸、石棉沥青砖、液态的石棉漆和软性嵌填水泥路面及膨胀用的油灰等,作为高级建筑物的防水、保温、防潮、嵌填、绝缘、耐碱等材料。它是现代交通和建筑业不可缺少的材料。如在筑路用的沥青中掺入2%的短纤维石棉即可提高路面质量,使之冬天不龟裂,夏天不变软。
石棉沥青制品对石棉的要求不高,甚至不需任何加工而直接加入沥青中使用,所以成本底廉,很有发展前途。
8、石棉的新用途和彩色石棉水泥制品
随着现代技术的发展,石棉的国防工业上的应用越来越广泛,并出现了许多新用途。如石棉与陶瓷纤维制成的复合绝缘材料,用于火箭的燃烧室。石棉与石墨的复合材料,用作导弹喷管的喉部和导弹发动机机体的封闭绝缘材料。石棉与金属复合材料用于高温防护,它可以避免火箭发动机火舌和高速飞行时由于高温引起的破坏作用。石棉与玻璃纤维、尼龙纤维交织制成的复合材料也用于火箭和导弹工业。
武汉工业大学非金属矿系制品教研室研制成功了具有弹性的泡沫石棉、石棉硅钙板,都是很有发展前途的新型建筑材料。
彩色石棉瓦和各种石棉复和材料的彩色石棉板在20世纪70年代就己经投入生产,泰国己有十余年历史,俄罗斯投产五年,近期在北京、广州、昆明、福建等地也己推出了不同品种的彩色石棉瓦、板等。该产品不仅在外观上打破了传统产品单一的格局,更重要的是将石棉纤维和粉尘完全的固化,对避免环境污染等起到良好作用。
参考资料:http://www.smxh.org/list.asp?unid=83