海泡石(sepiolite)是水化的

凝膠態(tài)硅酸鎂

為針狀結構和高表面積的黏土礦物，其理論的化學分子式為 

Mg₈Si₁₂O₃₀(OH)₄ · 12H₂O

與其他黏土類硅酸鹽(高嶺土等)不同，海泡石的特征在于其

顆粒的針狀結構

它在結構上由類似于滑石的晶團和空槽組成。

1、一般性能

海泡石的微孔和空槽結構(通常含有水)使海泡石具有較高的表面積和吸附能力。而海泡石的

低陽離子交換能力和鏈狀結構

又使之不能像其他層狀黏土那樣膨脹。海泡石具有高表面積和

微纖維性能

其總表面積為900m²/g，因而具有

很強的吸附能力

海泡石的顆粒結構和組織造成大量的端部SiO₂四面體存在于外表面。因Si-O-Si鍵端裂而產(chǎn)生硅醇基，并因接受了一個質子或氫氧基而平衡了其剩余電荷。這些硅醇基沿著晶軸以5×10^-8cm左右的間隔出現(xiàn)，并對海泡石的性能起重要作用。海泡石中大量的硅醇基與晶格的質點尺寸和不完善性有關。

2、流變性能

海泡石顆粒的不等軸性及表面特征影響著該礦物的流變特性。海泡石由無數(shù)的大束針狀顆粒構成。由于其低陽離子交換能力和鏈狀結構，因而海泡石浸在水中時并不脹大。若海泡石顆粒束

通過攪拌而分散

則許多單個顆粒形成一個隨機的相互嚙合網(wǎng)絡，從而

裹住液體并增大黏度

連續(xù)而強烈的機械攪拌，會減少束的尺寸和數(shù)目，釋放出大量的單個顆粒，以致纏結成更強的剛性網(wǎng)絡，從而得到均勻的高黏度。此時，大部分水被保留在顆粒之間

并吸附在顆粒的內(nèi)外表面上。這種結構因顆粒間力(范德華力

和硅醇基的氫鍵力)不同的海泡石顆粒機械纏結而維持，并進而防止密堆結構沉降。在懸浮液中除海泡石外若還有其他固體顆粒存在，則這些顆粒就被保留在海泡石束的網(wǎng)絡之內(nèi)。粗顆粒因為維持海泡石顆粒結構的強顆粒間力而保持在懸浮液中。

海泡石懸浮液呈假塑性和觸變性，因而在低剪切速度下具有高黏度，在高剪切速度下具有低黏度。在靜止或低剪切速度下，海泡石束的相互嚙合網(wǎng)絡能使懸浮液保持高黏度。在高剪切速度下，該網(wǎng)絡被打碎，且微纖維顆粒平行于流動方向定向，而水在相互移動的顆粒間滑移，會使黏度降低。當懸浮液處在低剪切速度或靜止狀態(tài)下，海泡石顆粒因熱運動而隨面定向，并恢復成原來的結構，顆粒的隨機網(wǎng)絡把水固定在交聯(lián)網(wǎng)絡的間隙中，黏度增大。這些性能對于較厚膜的涂料如絕熱涂料是特別需要的。

3、凝膠機理

海泡石的凝膠機理性能與層狀硅酸鹽的蒙脫石不同。

蒙脫石是層狀硅酸鹽，在晶體結構中由于低價陽離子的同構取代，而使其顆粒在層的各面各帶一個負電荷，該負電荷因吸附層間陽離子而得到平衡。當層間陽離子是Na⁺時，把這種黏土浸在低濃度的電解質水溶液中，就產(chǎn)生滲透膨脹。陽離子的水化能大得足以克服黏土層的靜電引力。黏土層一旦為滲透膨脹所隔離，則在低濃度下黏土顆粒對稱性會促進形成凝膠。小黏土片的負電荷力被吸附到正電荷邊緣而形成一個不穩(wěn)定的結構，蒙脫石中的凝膠被限制到水溶液介質中，需要由Na⁺陽離子層間飽和。

相反，海泡石并不呈現(xiàn)晶體內(nèi)的膨脹，因為其結構為鏈狀和同構取代很少。顆粒因很大的粒子間力(包括氫鍵力和范德華力)而保持在一起，致使顆粒束很難分開而呈針狀結構。海泡石的針狀顆粒被聚結在大顆粒束中，并因很大的粒子間力而保持在一起，阻礙其自發(fā)地分散在水中。通過像蒙脫石那樣的層間陽離子的水化并不能使顆粒束分散成單個顆粒，但通過

機械方式

可以達到。和蒙脫石一樣，海泡石的對稱性也能使之在低固體濃度下形成凝膠，而無需借助于陽離子或電解質。這些性能使

海泡石具有很大的

通用性

由此可見，海泡石可以作為有效的涂料增稠劑、觸變劑、懸浮劑和流變助劑使用。但當用于裝飾功能為主的建筑涂料時，由于其顏色很深，往往不能滿足要求，而這些應用于防腐涂料、絕熱涂料等，海泡石是很合適的。