سیلیس کلوئیدی - شیمی و خواص

امولسیون سیلیس کلوئیدی یک امولسیون مایع با ویسکوزیته کم است. سیلیس کلوئیدی در گریدهای مختلفی موجود است، اما تمام ذرات سیلیس کلوئیدی از ذرات سیلیس کلوئیدی در اندازه های حدود 2 نانومتر تا حدود 150 نانومتر تشکیل شده اند.

ذرات می توانند کروی یا کمی نامنظم باشند و می توانند به صورت ذرات گسسته یا سنگدانه های کمی ساختار یافته باشند. بسته به فرآیندی که توسط آن تولید شده‌اند، ممکن است در طیف باریک‌تر یا وسیع‌تری از اندازه‌های ذرات وجود داشته باشند.

حداکثر نسبت وزنی سیلیس در پراکندگی بر اساس اندازه متوسط ​​ذرات محدود است. پراکندگی با قطر متوسط ​​کوچکتر دارای سطح ویژه بزرگتر است و به پراکندگی با غلظت کم محدود می شود. برعکس، امولسیون با قطر متوسط ​​بزرگتر دارای سطح ویژه کلی کوچکتر است و می توان از امولسیون با غلظت بالاتر استفاده کرد.

ظاهر امولسیون های سیلیس کلوئیدی تا حد زیادی به اندازه ذرات بستگی دارد. پراکندگی ذرات کوچک سیلیکون (< 10 نانومتر) معمولاً شفاف است. پراکندگی های اندازه متوسط ​​(10-20 نانومتر) با پراکندگی نور بیشتر ظاهری مات به خود می گیرند. پراکندگی های حاوی ذرات سیلیس کلوئیدی بزرگتر (بیش از 50 نانومتر) معمولاً سفید رنگ هستند.

پراکندگی سیلیکاژل استاندارد در برابر ژل شدن و رسوب در محدوده pH 8 تا 10.5 پایدار است. این سیلیکا ژل ها با یک پایه (معمولاً پایه سدیم، پتاسیم یا لیتیوم) یا با آمونیاک تثبیت می شوند. در این شرایط، ذرات بار منفی دارند. پراکندگی ها را می توان با افزودن گونه های الکترولیت اضافی (سدیم، کلسیم، کلرید، لیتیوم، پتاسیم) بی ثبات کرد. این ذرات سیلیکا کلوئیدی به تثبیت بار آنیونی اضافی با ترکیب آلومینیوم در لایه سطحی ذرات سیلیس برای تشکیل سایت های آلومینوسیلیکاتی دست می یابند.

یک نسخه با pH پایین از سیلیس کلوئیدی نیز با جذب آلومینا کاتیونی بر روی سطح ذرات موجود است. این ذرات کاتیونی (معمولاً کلرید) تولید می کند که با گونه های آنیونی تثبیت می شوند. pH این امولسیون ها زیر 4 پایدار بود. سری pH پایین را می توان با پراکندگی کاملاً دیونیزه به دست آورد. این سری ها در زیر pH 3 بدون حضور یون های تثبیت کننده پایدار هستند.

علاوه بر این، پایداری امولسیون را می توان با اصلاح سطح سیلان نیز بهبود بخشید. گروه های سیلانول ممکن است گروه های سیلانول ایزوله یا حتی گروه های سیلاندیول (گروه های سیلاندیول) یا گروه های اسید فتالیک باشند. این سیلان‌ها نه تنها مکان‌های واکنشی برای پیوند سایر مواد شیمیایی ایجاد می‌کنند، بلکه از نظر فیزیکی از تشکیل پل‌های سیلوکسان جلوگیری می‌کنند که منجر به تشکیل سنگدانه‌ها یا ساختارهای ژل می‌شود و در نتیجه پایداری را افزایش می‌دهد.