耿雁冰
翻開2022年秋季人教版化學(xué)教材,細(xì)心的同學(xué)可能會發(fā)現(xiàn),教材中不見了熟悉的石棉網(wǎng),取而代之的是陶土網(wǎng)。
石棉網(wǎng)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用到的實(shí)驗(yàn)儀器(小學(xué)科學(xué)、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中也會用到),由鐵絲網(wǎng)與浸泡石棉水的棉布壓制而成。在加熱液體時,為使某些玻璃儀器均勻受熱,避免受熱不均引起玻璃儀器炸裂,常將石棉網(wǎng)置于三腳架或固定于鐵架臺的鐵圈上。
那么,現(xiàn)在為什么要把石棉網(wǎng)換成陶土網(wǎng)呢?這就要從石棉網(wǎng)的主要材料——石棉說起。
石棉的形成與分布
石棉礦床產(chǎn)在超基性巖或變質(zhì)白云巖中,石棉在幾毫米或幾厘米寬的巖石裂隙中形成棉脈,礦體則由群集的棉脈組成。石棉的種類主要有蛇紋石石棉、角閃石石棉、葉蠟石石棉、水鎂石石棉,其中蛇紋石石棉分布最廣,占石棉總產(chǎn)量的95%。而最大的纖蛇紋石礦藏,位于俄羅斯的烏拉爾山脈。
據(jù)美國地質(zhì)勘探局統(tǒng)計(jì),世界石棉已探明儲量約2億噸,主要分布在俄羅斯、中國、加拿大、哈薩克斯坦、巴西、南非和津巴布韋。其中,加拿大的石棉產(chǎn)量居世界第一,加拿大的魁北克地區(qū)和俄羅斯的烏拉爾地區(qū),合計(jì)儲量約占世界總儲量的50%。
石棉的性質(zhì)與功能
石棉亦稱“石棉纖維”,為可分裂成富有彈性纖維絲的某些硅酸鹽礦物的總稱,化學(xué)式為3MgO·2SiO2·2H2O。石棉呈纖維狀,綠黃色或白色,分裂成絮時呈白色,絲絹光澤,纖維富有彈性。
石棉具有高度耐火性、電絕緣性和絕熱性,是重要的防火、絕緣和保溫材料。纖維較長的石棉用于制造防火紡織物,如石棉繩、石棉帶、石棉布等;纖維較短的石棉則用于制造石棉水泥制品、石棉隔音材料、石棉保溫材料和低電壓電器的絕緣材料等。石棉制品或含有石棉的制品有近3000種,在汽車、化工、電器設(shè)備、建筑等領(lǐng)域均有重要作用。
古代對石棉的使用
人類對石棉的使用已被證明可以上溯到古埃及,當(dāng)時石棉被用來制作法老們的裹尸布。據(jù)說,查理曼大帝(742—814)擁有一塊用石棉制成的白色桌布,有一次宴請客人后,他將臟兮兮的桌布扔于火中,桌布不僅沒被燒壞,反而變得潔白、干凈了,客人們大為驚奇。拿破侖也曾對石棉很感興趣,并鼓勵科學(xué)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在18世紀(jì),歐洲共記載了20個石棉礦,最大的位于德國。在美洲大陸,賓夕法尼亞州開采石棉始于17世紀(jì)末期。
中國周代已能用石棉纖維制作織物,它因臟污后經(jīng)火燒即潔白如新,故有“火浣布”或“火烷布”之稱。戰(zhàn)國時期,列子在書中就曾記載:“火浣之布,浣之必投于火;布則火色,垢則布色;出火而振之,皓然疑乎雪?!比龂鴷r王肅所著的《圣證論》、東晉時葛洪所著的《抱樸子·論仙》中,均提及火浣布。
東晉史學(xué)家、文學(xué)家干寶在《搜神記》中記載了這樣一個故事:漢朝的時候,西域曾經(jīng)進(jìn)貢過火浣布,但此后很長一段時間,此布都沒有再出現(xiàn)過。所以到曹魏初年,人們疑心這種布是不存在的。魏文帝曹丕認(rèn)為火的性質(zhì)嚴(yán)酷猛烈,不含有生命的元?dú)?,便把這東西寫進(jìn)了《典論》,說明這是不可能有的事。魏明帝即位,下詔書給三公說:“先帝寫的《典論》都是不朽的格言,它被刻在太廟門外及太學(xué)的石碑上,和石經(jīng)并列,以便永遠(yuǎn)昭示后代?!本驮谶@時,西域又派人獻(xiàn)上了火浣布。石碑中的有關(guān)論述雖然很快就被鏟去了,但是天下的人都把這事當(dāng)作笑話。
作為正史,《三國志》也記載了西域獻(xiàn)火浣布一事。
近現(xiàn)代對石棉的開發(fā)利用
受到意大利和英格蘭紡織工業(yè)的驅(qū)動,同時又在南非、北美和俄國發(fā)現(xiàn)了大型石棉礦藏,所以在1860年以后,石棉工業(yè)采礦蓬勃發(fā)展。
石棉纖維可以織成紗、線、繩、布等,作為傳動、保溫、隔熱、絕緣等部件的材料或襯料,在商業(yè)、公共事業(yè)和工業(yè)設(shè)施中有相當(dāng)多的用途。例如,耐火的石棉紡織品、輸水管、絕緣板等石棉水泥制品,以及各種絕熱材料,廣泛地應(yīng)用于建筑、電器、汽車、家庭用品等。
在建筑上,石棉主要被用來制成石棉板、保溫管以及各種保溫、防熱、絕緣、隔音材料。石棉纖維可與水泥混合,制成石棉水泥瓦、屋頂板、石棉管等石棉水泥制品。石棉和瀝青摻和,可以制成石棉瀝青制品,如石棉瀝青板等,作為高級建筑物的材料和交通工程的材料。
在國防上,石棉與酚醛、聚丙烯等塑料混合,可以制成火箭抗燒蝕材料、飛機(jī)機(jī)翼、油箱、火箭尾部噴管以及魚雷高速發(fā)射器。船舶、汽車以及飛機(jī)、坦克中的隔音、隔熱材料,也可用石棉制成。石棉與各種橡膠混合壓模后,還可做成液體火箭發(fā)動機(jī)連接件的密封材料。石棉與酚醛樹脂層壓板,可做導(dǎo)彈頭部的防熱材料。
為何要換成陶土網(wǎng)
石棉雖然有這么多的用處,但是對人體健康有著潛在的威脅。
石棉本身并無毒害,它的最大危害來自它的粉塵。世界上所用的石棉,大約95%為蛇紋石石棉,其纖維可以分裂成極細(xì)的元纖維。元纖維的直徑一般為0.5微米,長度在5微米以下,在大氣和水中能懸浮數(shù)周、數(shù)月之久。當(dāng)這些細(xì)小的粉塵被吸入人體內(nèi),就會附著并沉積在肺部,經(jīng)過長時間的潛伏期,將會誘發(fā)肺癌等肺部疾病。
目前,世界衛(wèi)生組織已經(jīng)將石棉定為一類致癌物。在日本,預(yù)測到2040年因石棉公害引發(fā)肺癌致死的患者將達(dá)到10萬人。在歐洲,則會達(dá)到50萬人。
美國已經(jīng)對一些石棉制品進(jìn)行限制使用,如禁止噴涂含石棉纖維的耐火涂料。在我國,部分石棉制品也已被禁用。而一些國家更是選擇了全面禁止使用石棉制品。
全國初高中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室大多使用石棉網(wǎng),從2022年9月新學(xué)期開始,人教版新教材將石棉網(wǎng)全部改為陶土網(wǎng)。陶土網(wǎng)由鐵絲網(wǎng)與浸泡過陶土水后晾干的棉布壓制而成,其功能和石棉網(wǎng)一樣,但是更安全、更環(huán)保。(責(zé)任編輯:白玉磊)