Page 35 - 《橡塑智造与节能环保》2024年12期

综述与专论

霞石正长岩作为硅弹性体中结晶二氧化硅

填料的替代材料

霞石正长岩是一种少硅功能填料和添加剂，广 缓慢冷却和结晶，才能形成被称为霞石的长石组合。
泛应用于各种聚合物、粘合剂、涂料、油墨和着色剂 白云石、微绿辉石和霞石的化学式中所含的SiO₂并非
中。微粉化霞石具有色彩纯正、光泽淡、在聚烯烃薄 “游离二氧化硅”，因为硅和氧与铝以及钠/钾结合在一
膜和涂料中抗阻尼、易于分散、粘度低、耐磨和耐 起，在矿体中检测不到SiO2或石英的组合。长石虽然
候性优异等优点。它由三种比例接近相等的长石矿 含碱，但也被认为具有高度不溶性，对大多数酸碱具
物组成，包括：白云石（Na₂O—Al₂O₃—6SiO₂）；微 有抗性，因为碱是化学结合的；但与大多数含有大量
晶石（K₂O—Al₂O₃—6SiO₂）；霞石（Na₂O—K₂O— 游离结晶二氧化硅的长石矿床不同，霞石正长岩矿床
2Al₂O₃—4SiO₂）。其矿物学和化学示意图见图1。 不含任何游离结晶二氧化硅。含铁矿物（如斜长石和
绿帘石）或非铁矿物（如钠长石、白云母或白云母）
被视为杂质，通常与霞石矿石和晶粒结构相关联。
加拿大安大略省的蓝山是规模最大、白度较高、
化学性质较稳定的矿床之一。本文将主要讨论该矿床
的霞石材料，以及它的特性和在有机硅弹性体中日益
广泛的应用。图2和图3分别提供了利用独特的透射和
反射照明以及透射偏振光显微镜技术从矿石中提取的
典型蓝山霞石晶粒的照片。显微照片显示了晶粒的形
状和透明度，偏振光图像突出显示了利用这些技术在
霞石正长岩晶粒中发现的三种长石和矿物界面。
图1 霞石正长岩的矿物学和化学成分

霞石正长岩是地质上常见的矿床，是一种成岩火
成岩，主要由霞石、钠长石和钾长石组成。从外观上
看，它是一种浅色粗粒材料，与花岗岩相似，不含任
何游离二氧化硅。霞石正长岩储量分布在俄罗斯、挪
威、加拿大和土耳其。霞石正长岩矿床也是一些采矿
项目的副产品。霞石正长岩的高Al₂O₃、Na₂O和K₂O
含量使其成为玻璃和陶瓷工业中可以与长石竞争的材
料。更具体地说，霞石正长岩可以被用作陶瓷中玻璃 图2 矿石中释放出的霞石正长岩颗粒的反射和透射显微
相成形的活性剂，以提高最终产品的物理强度。对于 照片
玻璃工业来说，霞石正长岩的高铝含量可以提高其抗
由于霞石填料功能是天然提取的，并且不含游
断裂性、耐热性和化学耐久性。还发现它在多个行业
离二氧化硅和重金属或过渡金属，因此它们通常不
中可用作石英或晶体二氧化硅填料的替代材料，特别
会受到REACH、OSHA、RoHS和TSCA等法规要
是在涂料、粘合剂和密封剂中的应用。
求的限制。这里讨论的蓝山矿藏中的微粉霞石填料
在地质学上，只有在缺“硅”的变质环境中，经过

2024年 第12期 总第564期 5