耐火纤维是耐火材料大家族中的重要一员。其具有一般纤维的特性，如柔软、有弹性、有一定的抗拉强度，又具有一般纤维所没有的耐高温、耐腐蚀性能。作为耐火隔热材料，耐火纤维已被广泛应用于冶金、化工、机械、建材、造船、航空、航天等行业。目前，市场上的耐火纤维以硅酸铝系列为主，广泛应用于冶金、陶瓷等领域的加热炉、热处理炉等高温装备。硅酸铝系列耐火纤维的优点是使用温度高，且高温使用性能好，但其最大的缺陷是不可降解，对人体有害，目前在一些发达国家，其使用已受到限制，欧盟甚至已将其列为二类可能性致癌物质。
对此，研究人员纷纷开展了对于可降解、无害于人体的耐火纤维的研究开发。环保型可降解无机纤维正是近年来加入耐火材料行列的新成员之一，其具有耐高温、节能、隔热等特性，在人体和土壤环境中能够快速降解，不会对人体和自然环境产生危害。随着人们环境保护意识的增强，材料与环境的关系越来越受到普遍关注，具有生物可降解性能的无机纤维材料越来越受到重视，可降解耐火纤维在市场上对传统耐火纤维市场造成很大的影响和冲击。
要衡量耐火纤维对环境的影响程度，则着重要参考其降解性能的强弱。目前，可降解无机耐火纤维降解性能的测试方法主要有生物学性能测试及体外测试两种。生物学性能测试是采用在小白鼠体内或肺部植入纤维，经过一定试验周期后观察小白鼠肺部是否病变，以此来判断纤维在生物体内的降解能力。此法周期长，实验条件要求高，应用于工业测定的可行性比较小。
因此，通过配制模拟肺液，采用体外模拟试验测定纤维的溶解量来间接地反映降解速度是简单可行的测试方法。一般来说，可降解无机耐火纤维的降解速度越快，在模拟肺液中的溶解量也越大。但是，溶解量的测定受到诸多因素的影响，比如纤维长度、溶解时间以及人体肺液代谢的动态环境等。为此，有研究人员采用恒温水浴振荡法模拟人体肺液的动态环境，测定并分析了纤维长度、溶解时间、振荡速度等测定因素对纤维溶解量的影响，以求为更环保、无害的耐火纤维研发和生产提供依据。
科学试验提供依据
试验原理。环保型可降解无机纤维的结构为玻璃态。由于在弱碱性模拟肺液中的水分子作用下纤维结构中的Ca2+、Mg2+发生水解反应，使Ca2+、Mg2+不断被浸出。因此，可以通过定量分析不同环境下纤维在模拟肺液中的Ca2+、Mg2+析出量来反映无机纤维的溶解量。
试验过程。研究人员采用以下分析纯试剂配制模拟肺液：氯化钠（NaCl）6.78克，氯化氨（NH4Cl）0.54克，碳酸氢钠（NaHCO3）2.27克，磷酸氢二钠（Na2HPO4）0.17克，硫酸（H2SO4，1：100）5克，二水合柠檬酸钠（Na3C6H5O72H2O）0.06克，甘氨酸（H2NCH2CO2H）0.45克。将以上试剂用蒸馏水稀释至1升，就得到模拟肺溶液。
试验所用的可降解环保耐火纤维样品是采用高纯工业原料生产的，其主要化学组成分为SiO2、CaO、MgO，三者总质量分数大于96%。主要试验设备有恒温水浴振荡加热箱、塑料离心管、干燥箱、标准筛、玛瑙研钵等。
试验过程如下：取可降解无机耐火纤维样品各1克，放入装有50毫升模拟肺液的塑料离心管中，然后放置在恒温水浴箱中恒温37℃，设定振荡速度，持续一定时间。试验结束后，过滤，出滤清液，使用ICP（电感耦合等离子体）分析仪测定溶解在模拟肺液中的SiO2、CaO、MgO含量。分别研究以下测试因素对纤维溶解量的影响：
纤维长度的影响。研究人员分别取3份不同长度的耐火纤维样品进行测试。其中包括没有经过短切的纤维原棉，经短切、粉碎后过2 毫米（10目）筛的纤维棉，研磨后过0.250毫米（60目）筛的筛下纤维粉末。溶解时间均为24小时，振荡速度均为每分钟180转。
溶解时间的影响。取3份短切试样，分别进行24小时、48小时、168小时的测试，振荡速度均为每分钟180转。
振荡速度的影响。取3份短切试样，分别以每分钟60转、180转、280转的振荡速率进行测试，溶解时间均为24小时。
对比分析确定结论
纤维长度对溶解量的影响。研究人员将不同长度的耐火纤维棉同时溶解24小时后，测定滤清液中的SiO2、CaO、MgO的含量，从不同长度纤维在模拟肺液中溶解24小时后的溶解量可以看出，未经短切的纤维在模拟肺液中的降解性最小，经过短切粉碎的纤维和经研磨的纤维粉末的降解性较好；但研磨的试样相对于短切试样的降解能力增加并不明显。纤维的离子析出能力主要受纤维表面积大小的制约，纤维粉碎得越细，相应比表面积就越大，析出能力也相应增大。纤维经剪切研磨后，比表面积增大，与模拟肺液中水分子的水解反应更加充分。因此，在相同反应时间内随着纤维长度的减小，环保纤维的总溶解量变大，即降解性增大。
溶解时间对溶解量的影响。纤维棉溶解不同时间后，从测定滤清液中的SiO2、CaO、MgO的含量可以看出：随着溶解时间的延长，纤维棉的总溶解量不断增大；但随着时间的继续延长，其降解速度并没有呈比例增加，而是明显变缓。这主要是因为随着时间的延长，模拟肺液中SiO2、CaO、MgO的量越多，反应逐渐变慢，直至反应趋于平衡，纤维的降解终止。然而，在现实环境中，人体吸入环保耐火纤维粉尘后，由于人体的新陈代谢，肺液会不断更新，从纤维析出的离子会不断被人体排泄，纤维在动态的肺液环境中的溶解速率受离子浓度影响比较小。因此，在最初的24小时内的模拟溶液环境更接近人体肺液成分，纤维的溶解速度也更接近在人体内的降解速度。
振荡速度对溶解量的影响。振荡试验的目的是为了模拟人体肺液的动态环境。改变振荡速度，溶解24小时后，测定滤清液中的SiO2、CaO、MgO的含量。从中可以看出，随着振荡速度的增大，环保耐火纤维在模拟肺液中溶解的离子量增大，振荡最慢的试样的溶解量最小。这主要是因为振荡可以使从纤维中析出的离子快速离开纤维表面，从而使模拟肺液中的水解反应能够在纤维表面充分进行。但是振荡速度每分钟180转和280转的试样溶解量变化不大。
在模拟试验中，研究人员发现，纤维长度、溶解时间、振荡速率对纤维降解析出离子的影响较大。但是，较大幅度地减少纤维长度、延长溶解时间和提高振荡速度
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