Acid Series Coloidal Silice/Silica Sol este o dispersie de particule de silice la scară nanometrică cu dispersibilitate și stabilitate ridicate. Este utilizat pe scară largă în turnarea de precizie, purtători de catalizatori, acoperiri, produse ceramice și fabricarea hârtiei. Dispersibilitatea solului de silice afectează în mod direct performanța și efectul acestuia în aplicare, deci este important să înțelegem ce factori afectează dispersabilitatea acestuia.

1. Dimensiunea particulelor și distribuția mărimii particulelor
Dimensiunea particulelor de silice coloidală este un factor important în determinarea dispersabilității sale. În general, cu cât particulele de silice din solul de silice sunt mai mici, cu atât suprafața sa specifică este mai mare și cu atât energia de suprafață este mai mare, astfel încât dispersibilitatea sa este mai bună. Particulele mici și uniforme pot fi separate mai ușor unele de altele în soluție și mențin o stare bună de dispersie. Dacă distribuția dimensiunii particulelor este neuniformă, particulele mai mari au tendința de a se agrega, rezultând o scădere a dispersabilității.
Factorii care afectează dimensiunea particulelor sunt următorii.
Metoda de preparare: Solul de silice este de obicei preparat prin metoda sol-gel. Mărimea particulelor poate fi ajustată prin controlul condițiilor reacției de hidroliză, cum ar fi temperatura, valoarea pH-ului și timpul de reacție.
Stabilizator de particule: În timpul procesului de preparare, adăugarea unei cantități adecvate de stabilizator ajută la controlul creșterii și agregării particulelor, obținând astfel o dimensiune uniformă a particulelor.

2. valoarea pH-ului
Dispersabilitatea solului de silice este strâns legată de valoarea pH-ului soluției. Solurile de silice din seria acide prezintă o bună dispersibilitate la valori mai scăzute ale pH-ului. pH-ul soluției afectează distribuția sarcinii pe suprafața particulelor de silice, care la rândul său afectează repulsia electrostatică dintre particule.
În condiții acide (pH 2-4): Suprafața solului de silice este încărcată pozitiv, ceea ce provoacă repulsie între particule și previne agregarea particulelor, astfel încât dispersibilitatea este bună.
În condiții neutre sau alcaline: Pe măsură ce valoarea pH-ului crește, sarcina de pe suprafața particulelor scade, repulsia electrostatică slăbește, iar particulele sunt mai susceptibile de a se agrega, rezultând o scădere a dispersibilității. Prin urmare, solurile de silice din seria acide sunt de obicei mai stabile în medii acide.

3. Puterea ionică
Forța ionică este un alt factor important care afectează dispersibilitatea solurilor de silice. Concentrația ionilor din soluție afectează efectul de protecție a sarcinii pe suprafața particulelor coloidale. Pe măsură ce concentrația ionilor din soluție crește, sarcina de pe suprafața particulelor este parțial neutralizată, repulsia electrostatică este slăbită și particulele sunt mai susceptibile de a se agrega, rezultând o dispersibilitate slabă.
Putere ionică scăzută: La putere ionică scăzută, repulsia electrostatică de pe suprafața particulelor de sol de silice este puternică, particulele nu sunt ușor de contactat între ele și se menține o bună dispersibilitate.
Putere ionică ridicată: În soluțiile cu putere ionică ridicată, efectul de protecție ionică este îmbunătățit, repulsia electrostatică este slăbită, particulele sunt mai susceptibile de a se agrega, iar dispersibilitatea este slabă. Prin urmare, la aplicarea solului de silice, este necesar să se controleze concentrația de ioni din soluție pentru a evita o scădere a dispersibilității din cauza puterii ionice excesive.

4. Temperatura
Temperatura are, de asemenea, un anumit efect asupra dispersabilității solului de silice. Schimbările de temperatură vor schimba starea de mișcare a particulelor din sol de silice și vâscozitatea soluției, afectând astfel dispersiabilitatea acesteia.
Temperatură scăzută: La temperatură scăzută, energia cinetică a particulelor din sol de silice este scăzută, vâscozitatea soluției este ridicată, particulele se mișcă încet și dispersibilitatea este slabă. Temperatura scăzută pe termen lung poate provoca agregarea particulelor și precipitarea.
Temperatură ridicată: temperatura ridicată va crește energia cinetică a particulelor și fluiditatea soluției, iar dispersibilitatea poate fi îmbunătățită într-un timp scurt, dar dacă temperatura este prea mare, va determina aglomerarea particulelor de coloid, reducând astfel dispersiabilitatea . Prin urmare, controlul intervalului adecvat de temperatură ajută la menținerea stabilității și dispersabilității solului de silice.

5. Modificator de suprafață
În timpul preparării și utilizării solului de silice, se adaugă adesea modificatori de suprafață sau dispersanți pentru a spori dispersabilitatea acestuia. Acești aditivi pot forma un strat protector pe suprafața particulelor pentru a preveni contactul direct și agregarea între particule.
Modificarea suprafeței: Prin tratamentul de modificare chimică, pe suprafața particulelor de silice pot fi introduse grupări funcționale specifice, cum ar fi grupările hidroxil și carboxil, pentru a spori forța de respingere dintre particule, îmbunătățind astfel dispersibilitatea.
Dispersant: Dispersantul poate reduce eficient forța de interacțiune dintre particule și poate îmbunătăți dispersibilitatea solului de silice în soluție, în special în soluții cu concentrație mare sau medii complexe. Rolul dispersanților este deosebit de important.

6. Concentrarea
Concentrația de sol de silice este, de asemenea, un factor cheie care afectează dispersibilitatea. La concentrații scăzute, interacțiunea dintre particulele coloidale este slabă, există suficient spațiu între particule pentru dispersie și dispersibilitatea este bună. Cu toate acestea, la concentrații mari, distanța dintre particule devine mai mică, frecvența de coliziune dintre particule crește, iar agregarea este cauzată cu ușurință, rezultând o dispersibilitate redusă. Prin urmare, în aplicațiile practice, concentrația de silice sol trebuie controlată în funcție de mediul specific de utilizare pentru a asigura o bună dispersibilitate a acestuia.