Koloidalna krzemionka - Colloidal silica
Krzemionki koloidalne są zawiesinami drobnych bezpostaciowych , nieporowatych i zazwyczaj kulistych cząstek krzemionki w fazie ciekłej.
Nieruchomości
Zazwyczaj są one zawieszone w fazie wodnej stabilizowanej elektrostatycznie. Krzemionki koloidalne cząstki wykazują gęstość w zakresie od 2,1 do 2,3 g / cm 3 .
Większość krzemionek koloidalnych wytwarza się jako zawiesiny monodyspersyjne o wielkości cząstek w zakresie od około 30 do 100 nm średnicy. Można również zsyntetyzować zawiesiny polidyspersyjne, które mają mniej więcej takie same granice wielkości cząstek. Mniejsze cząstki są trudne do stabilizacji, podczas gdy cząstki znacznie większe niż 150 nanometrów podlegają sedymentacji.
Produkcja
Krzemionki koloidalne są najczęściej przygotowywane w procesie wieloetapowym, w którym roztwór alkaliczno-krzemianowy jest częściowo zobojętniany, co prowadzi do powstania zarodków krzemionkowych . Podjednostki cząstek krzemionki koloidalnej typowo mieszczą się w zakresie od 1 do 5 nm. To, czy te podjednostki są ze sobą połączone, zależy od warunków polimeryzacji. Wstępne zakwaszenie roztworu szkła wodnego ( krzemianu sodu ) daje Si(OH) 4 .
Jeśli pH spadnie poniżej 7 lub jeśli zostanie dodana sól, jednostki mają tendencję do łączenia się w łańcuchy. Produkty te są często nazywane żelami krzemionkowymi . Jeśli pH jest utrzymywane lekko po stronie zasadowej od obojętnej, wtedy podjednostki pozostają oddzielone i stopniowo rosną. Produkty te są często nazywane krzemionką strącaną lub zolami krzemionkowymi. Jony wodorowe z powierzchni krzemionki koloidalnej mają tendencję do dysocjacji w roztworze wodnym, dając wysoki ładunek ujemny. Wiadomo, że podstawienie niektórych atomów Si przez Al zwiększa ujemny ładunek koloidalny, zwłaszcza gdy jest on oceniany przy pH poniżej punktu obojętnego. Ze względu na bardzo mały rozmiar powierzchnia krzemionki koloidalnej jest bardzo duża.
Zawiesina koloidalna jest stabilizowana przez regulację pH, a następnie zatężono, zwykle przez odparowanie. Maksymalne możliwe do uzyskania stężenie zależy od wielkości cząstek. Na przykład, cząstki 50 nm można zatężyć do ponad 50% wag. ciał stałych, podczas gdy cząstki 10 nm można zatężyć tylko do około 30% wag. ciał stałych, zanim zawiesina stanie się zbyt niestabilna.
Aplikacje
- W papiernictwie krzemionka koloidalna jest stosowana jako środek pomocniczy odwadniający. Zwiększa ilość skrobi kationowej, która może zostać zatrzymana w papierze. Stach kationowy jest dodawany jako środek zaklejający w celu zwiększenia wytrzymałości papieru na sucho.
- Spoiwa wysokotemperaturowe
- Odlewanie metodą traconego wosku - stosowane w formach
- Ściernego - polerowania płytek krzemowych
- Papier samokopiujący
- Katalizatory
- Pochłaniający wilgoć
- Zwiększa również gęstość nasypową i gęstość proszku i granulek
- Jest również stosowany w smarowaniu tabletu
- Stabilizujące i usztywniające koce z włókien ceramicznych ogniotrwałych
- Powłoki odporne na ścieranie
- Zwiększenie tarcia - stosowane do powlekania podłóg woskowanych, włókien tekstylnych i torów kolejowych w celu zwiększenia przyczepności
- Antisoiling – wypełnia mikropory, aby zapobiec wchłanianiu brudu i innych cząstek do tekstyliów
- Surfaktant – stosowany do flokulacji , koagulacji , dyspergowania , stabilizacji itp.
- Ciekły dwutlenek krzemu (krzemionka koloidalna) jest używany jako środek do klarowania wina i soków .
- Absorbent
- Krzemionka koloidalna jest stosowana w zagęszczaczach do betonu i polerowanym betonie .
- W produkcji kropek kwantowych , małych półprzewodników używanych w różnych środowiskach badań naukowych.