分散剂对水镁石纤维分散性能的影响及机理分析

高群，何伟，2，李地红，张亚晴，冯雨琛，李紫轩

（1.北京建筑大学 土木与交通工程学院，北京 100044；2.城市地下空间工程北京市重点实验室，北京 100083）

0 前言

水镁石纤维属于天然无机矿物纳米纤维材料，单根纤维直径为40～80 nm，长径比大，具有颜色洁白、易劈分、出绒率高、价格低廉等特点[1-2]。水镁石纤维的晶体结构为八面体形状，每个八面体之间以共用棱方式连接成层，层间以氢氧键相连接，形成了层状结构，在自然界成矿过程中，因结构畸变，水镁石矿物沿着层的一个方向生长，从而形成纤维[3]。目前，水镁石纤维主要应用于保温材料、阻燃材料、造纸、提纯氧化镁以及水泥基复合材料等领域[4-5]。

研究发现[6]，掺入纳米纤维材料的水泥基复合材料性能远优于普通水泥基复合材料，但是，水镁石纤维作为一种一维纳米纤维材料，纤维表面能极大，这使得纤维容易团聚形成纤维束，在水泥硬化体中易产生应力集中，大大影响纤维在水泥基复合材料中的作用[7]，因此水镁石纤维水泥基复合材料的分散性研究非常重要。纳米纤维材料的分散方法一般有2种，分别是化学方法和物理方法[8]。化学方法通过引入一些亲水基团，如—OH、—C=O、—COOH等，对纳米材料表面进行共价键修饰；物理方法是利用机械搅拌或超声作用，并配合表面活性剂或高分子聚合物，通过吸附和空间位阻作用阻止纳米材料团聚，从而实现在基体中的分散[9]。孙志华和刘开平[10]通过SEM观察水镁石纤维悬浮液，研究得出减水剂能实现水镁石纤维较好分散。……