Silice coloidal - Chimie și proprietăți

Emulsia de siliciu coloidal este o emulsie lichidă, cu vâscozitate scăzută. Siliciul coloidal este disponibil în multe grade, dar toate particulele de silice coloidal constau din particule de silice coloidal cu dimensiuni cuprinse între aproximativ 2 nm și aproximativ 150 nm

Particulele pot avea formă sferică sau ușor neregulată și pot exista ca particule discrete sau agregate ușor structurate. Ele pot exista, de asemenea, într-o gamă mai îngustă sau mai largă de dimensiuni ale particulelor, în funcție de procesul prin care au fost produse.

Proporția maximă de greutate a silicei din dispersie este limitată pe baza mărimii medie a particulelor. Dispersiile cu diametre medii mai mici au suprafețe specifice mai mari și sunt limitate la dispersii cu concentrație scăzută. În schimb, o emulsie cu un diametru mediu mai mare are o suprafață specifică totală mai mică și poate fi utilizată o emulsie cu concentrație mai mare.

Apariția emulsiilor de siliciu coloidal depinde în mare măsură de dimensiunea particulelor. Dispersiile de particule mici de siliciu (< 10 nm) sunt de obicei clare. Dispersiile de dimensiune medie (10-20 nm) încep să capete un aspect opac pe măsură ce se împrăștie mai multă lumină. Dispersiile care conțin particule mai mari de silice coloidal (>50 nm) sunt de obicei de culoare albă.

Dispersiile standard de silicagel sunt stabile împotriva gelificării și precipitațiilor într-un interval de pH de 8 - 10,5. Aceste silicageluri sunt stabilizate cu o bază (de obicei o bază de sodiu, potasiu sau litiu) sau stabilizate cu amoniac. În aceste condiții, particulele sunt încărcate negativ. Dispersiile pot fi destabilizate prin adăugarea de specii de electroliți în exces (sodiu, calciu, clorură, litiu, potasiu). Aceste particule de silice coloidală realizează o stabilizare suplimentară a sarcinii anionice prin încorporarea aluminiului în stratul de suprafață al particulelor de silice pentru a forma locuri de aluminosilicat.

O versiune cu pH scăzut a silicei coloidale este, de asemenea, disponibilă prin adsorbția de alumină cationică pe suprafața particulelor. Aceasta produce particule cationice (de obicei clorură) care sunt stabilizate cu o specie anioică. pH-ul acestor emulsii a fost stabil sub 4. Serii cu pH scăzut pot fi, de asemenea, obținute prin dispersie complet deionizată. Aceste serii sunt stabile sub pH 3 fără prezența ionilor stabilizatori.

În plus, stabilitatea emulsiei poate fi, de asemenea, îmbunătățită prin modificarea suprafeței silanului. Grupările silanol pot fi grupări silanol izolate sau chiar grupări silandiol (grupări silandiol) sau grupări acid ftalic. Acești silani nu numai că oferă locuri reactive pentru altoirea altor substanțe chimice, ci și împiedică fizic formarea punților de siloxan, ducând la formarea de agregate sau structuri de gel, crescând astfel stabilitatea.