石棉纖維

石棉是天然纖維狀的硅質礦物的泛稱，是一種被廣泛應用於建材防火板的硅酸鹽類礦 物纖維，也是唯一的天然礦物纖維。岩石受動力變質條件產生。石棉纖維是指蛇紋岩及角閃石系的無機礦物纖維，基本成分是水合硅酸鎂(3Mg0·3SiO2·2H2O)。石棉纖維的特點是耐熱、不燃、耐水、耐酸、耐化學腐蝕。石棉纖維的類型有30餘種，但工業上使用最多的有3種，即溫石棉、青石棉、鐵石棉。石棉有致癌性，在石棉粉塵嚴重的環境中有感染癌型間皮瘤和肺癌的可能性，因此，在操作時應注意防護。用作膠粘劑粘接時耐高溫和阻燃增強填充劑。

（1）比密度和容重都較小。比密度平均為2.75，容重為1600～2200kg/m3 ，是很好的輕質材料。

（2）導熱性低。導熱係數為0.198～0.244W(m·K).

（3）導電率低。其壽命比鑄鐵管長，機械強度高，能程受較大壓力。是一種較好的電絕緣材料。

（4）容易切削加工。用釘子也能很好地將其製品鑿通，這點與木材性質相似。

（5）化學性質穩定。雖不耐酸，但在礦物水中比混凝土管耐久。

對纖蛇紋石石棉的化學成分、晶體結構、形態特徵和活性進行了研究，探討了纖蛇紋石石棉製備纖維狀納米SiO2的原理，並對試驗產物進行了分析。纖蛇紋石石棉是天然產出的納米管狀材料，其內管直徑為3.5~24 nm，多數小於11 nm,外管直徑為16~56 nm,絕大多數在20~50 nm範圍內。純凈的纖蛇紋石石棉樣品的化學成分主要為SiO2、MgO和H2O+ ,其質量分數SiO2約為42%，MgO約為42%,結構水H2O+約為13%。纖蛇紋石具有卷管狀結構，化學鍵特點決定了其具有很好的化學活性和可改造性，為製備纖維狀納米SiO2粉體材料創造了基礎。纖蛇紋石石棉纖維經酸處理后，MgO等組分被浸取出來轉變為硫酸鹽，而殘留下非晶質納米SiO2纖維殘骸；經后處理即可獲得纖維狀SiO2納米材料。

石棉纖維可以織成紗、線、繩、布、盤根等，作為傳動、保溫、隔熱、絕緣、密封等部件的材料或襯料，在建築上主要用來製成石棉板，石棉紙防火板，保溫管和窯墊以及保溫、防熱、絕緣、隔音、密封等材料。石棉纖維可與水泥混合製成石棉水泥瓦、板、屋頂板、石棉管等石棉水泥製品。石棉和瀝青摻合可以製成石棉瀝青製品，如石棉瀝青板、布（油氈）、紙、磚以及液態的石棉漆、嵌填水泥路面及膨脹裂縫用的油灰等。國防上石棉與酚醛、聚丙烯等塑料粘合，可以製成火箭抗燒蝕材料、飛機機翼、油箱、火箭尾部噴嘴管以及魚雷高速發射器，船舶、汽車以及飛機、坦克、艦舶中的隔音、隔熱材料，石棉與各種橡膠混合壓模后，還可做成液體火箭發動機連接件的密封材料。

1.紡織。由於大多石棉纖維的長度較短，比較脆硬，容易折斷，用機械加工容易污染空氣。為了改進紡紗工藝和防止污染，近年來採用濕法紡紗，首先製成石棉薄膜帶，經加拈製成紗線，然後再加工成為各種石棉製品。

2.建築。石棉水泥製品，常見的如石棉水泥管，石棉水泥瓦和石棉水泥板和各種石棉複合板等。各種彩色石棉瓦、彩色石棉板等也被逐漸推廣，石棉板也可用於建築物的隔熱、隔音牆板等。生產石棉水泥製品一般選用硬結構的針狀棉，級別要求不甚高，4～5級棉即可滿足使用要求。

石棉水泥製品具有較高的抗彎和抗拉強度，可製成薄壁製品；還具有耐蝕、不透水、抗凍性與耐熱性好以及易於機械加工等許多優點。其主要缺點是抗衝擊強度較低；石棉纖維在瀝青中可以提高瀝青的軟化溫度及降低其在低溫下的脆性，石棉瀝青製品可作為建築物的防水、保溫、防潮、嵌填、絕緣、耐鹼等材料。

3.工業

（1）石棉保溫隔熱製品。例如，鍋爐外壁和導管上常用石棉製作保溫層，能提高鍋爐的熱效率；對蒸汽設備隔熱，可降低車間溫度；冷藏設備採用石棉隔熱，可以提高冷藏效果；用於車、船等交通工具的鍋爐室隔熱，將不致提高車廂或船艙的溫度。

（2）石棉橡膠製品：主要用於各種設備的密封、襯墊。主要品種包括：油浸石棉盤根、油浸石棉石墨盤根、其它石棉盤根、石棉橡膠板，耐油板等。生產量最大的是普通石棉橡膠板（高、中、低壓）及耐油板，一般用溫石棉製造，根據牌號不同選擇不同級別。

（3）石棉製動（傳動）製品：是任何傳動機械和交通工具所不可缺少的，因為石棉有較高的機械強度和耐熱性，有良好的摩擦性能。

石棉纖維以其特有的化學物理特性被應用於建築材料、絕緣保溫材料、密封材料、摩擦材料等，這些材料廣泛存在於人們日常生活中。石棉纖維對人體的健康影響已經有較深入的研究，進入人體內的石棉纖維具有致病可能。

隨著人們環保意識的不斷提高，對於石棉的危害越來越得到關注，石棉材料的安全使用以及含石棉廢物的處理處置工作越來越得到重視。另外，隨著中國經濟建設的不斷發展進步以及日益增多的國際交往，我國的很多產品銷往國外。由於世界各國對含石棉產品的使用有不同程度的限制，往往給產品的順利出口帶來麻煩。在這種情況下，材料中的石棉檢測的需求越來越多，能夠準確的識別判定材料中是否含有石棉纖維有著非常重要的意義。

國家環境分析測試中心從上世紀80年代末即開始石棉的測定方法研究和實踐，在這一領域有著深厚的工作基礎。近年來依託掃描電鏡-能譜技術和科技部新技術新方法項目，在材料中石棉纖維的識別和空氣中石棉纖維的檢測方面進行了深入的研究，對樣品的採集、前處理、檢測等的參數進行了優化，並在實際樣品的測定中得到應用和驗證。

一．材料中石棉纖維的檢測

掃描電鏡-能譜系統用來識別判斷石棉纖維有著獨特的優勢：掃描電鏡的形貌觀測功能可以很好的區別纖維顆粒與其它非纖維顆粒，並能根據形貌特點做出初步判斷；能譜系統通過對所觀測纖維顆粒進行元素分析，得出所該顆粒的元素組成，與標準譜圖進行對比，識別出這種纖維是否屬於石棉纖維，並能對石棉的種類做出判斷。

近年來為委託單位所測定的材料樣品主要有兩類，建築材料（包括水泥、塗料、防水、保溫材料等）和摩擦材料（剎車片等）。目前，這樣的需求越來越多，僅2007年我們就得到國內十餘家單位的委託，共檢測樣品近百個。

材料樣品要通過粉碎、去除有機物、樣品製備、樣品表面噴塗導電離子，電鏡觀測等步驟進行測定。下面是材料中典型的石棉纖維照片和能譜圖。

二．石棉工作場所空氣中石棉纖維的檢測

空氣中石棉纖維的檢測需要到現場進行樣品採集，利用適合電鏡分析的核孔膜進行採集工作。剪下一小塊採集好的樣品膜，用導電雙面膠布固定在電鏡專用樣品台上，在表面上噴塗導電粒子，然後放入掃描電鏡中進行檢測。

石棉纖維的確定方法和材料的方法相同。空氣中的石棉纖維的計數原則是：纖維的長度大於5微米，寬度小於3微米，長寬比大於3：1。檢測中對符合這個原則的石棉纖維進行計數。檢測一定面積中的石棉纖維的根數，推算出整個樣品膜上的石棉纖維總的根數，然後除以採樣體積，可以折算出單位體積空氣中的石棉纖維根數。

a.城市中禁止興建石棉及石棉加工廠，已建工廠則增設高效除塵裝置，加強個人防護。

b.制訂石棉的排放標準和最高容許標準。

c.禁止噴塗含有石棉纖維的耐火材料。

d.嚴禁將石棉垃圾傾入江河湖海等水域。

e.通過法規限制使用石棉製品。

注意身邊的危害：衛生監督人員指出，一些舊住宅內的天花板，管路的絕熱、隔音材料大多是石棉製品，當這些石棉材料被拆修、切割、重塑時，也會有大量細小的石棉纖維飄散在空氣中，此時作業者必須佩戴防塵口罩。另外，由於石棉纖維細小，很容易附著在人身體上帶入室內，因此接觸石棉的作業者離開工作場所時都應該自覺洗澡換衣，以免危害自己和他人的身體健康。石棉水泥管道作用於輸水管會造成飲用水污染。專家的調查結果表示，駕駛人每踩一次剎車，則因剎車碟磨損而逸出的石棉纖維即瀰漫在空氣中，在汽車往來頻繁的公路，尤其是都市交通擁擠的道路四周，地面及空氣中累積的石棉纖維灰塵已到危險程度，路人吸進肺部後極易引發疾病。

由於石棉纖維能引起石棉肺、胸膜間皮瘤等疾病，許多國家選擇了全面禁止使用這種危險性物質，其他一些國家正在審視石棉的危險。石棉應用於摩擦材料、密封材料約佔14%～20%。艾志密封從環保、保護職業人群的根本目的出發，所提供產品的材料均不含石棉成分，同時，建議更多企業限制使用石棉，鼓勵使用替代品。