Koloidný oxid kremičitý - Chémia a vlastnosti

Emulzia koloidného oxidu kremičitého je tekutá emulzia s nízkou viskozitou. Koloidný oxid kremičitý je dostupný v mnohých stupňoch, ale všetky častice koloidného oxidu kremičitého pozostávajú z častíc koloidného oxidu kremičitého s veľkosťou od približne 2 nm do približne 150 nm

Častice môžu byť guľovitého alebo mierne nepravidelného tvaru a môžu existovať ako samostatné častice alebo mierne štruktúrované agregáty. Môžu existovať aj v užšom alebo širšom rozsahu veľkosti častíc v závislosti od procesu, ktorým boli vyrobené.

Maximálny hmotnostný podiel oxidu kremičitého v disperzii je obmedzený na základe priemernej veľkosti častíc. Disperzie s menšími strednými priemermi majú väčší špecifický povrch a sú obmedzené na disperzie s nízkou koncentráciou. Naopak, emulzia s väčším stredným priemerom má menší celkový špecifický povrch a môže sa použiť emulzia s vyššou koncentráciou.

Vzhľad emulzií koloidného oxidu kremičitého závisí vo veľkej miere od veľkosti častíc. Disperzie malých častíc kremíka (< 10 nm) sú zvyčajne číre. Stredne veľké disperzie (10-20 nm) začnú nadobúdať nepriehľadný vzhľad, keď sa rozptýli viac svetla. Disperzie obsahujúce väčšie častice koloidného oxidu kremičitého (>50 nm) sú zvyčajne bielej farby.

Štandardné silikagélové disperzie sú stabilné voči gélovateniu a zrážaniu v rozsahu pH 8 - 10,5. Tieto silikagély sú stabilizované zásadou (zvyčajne sodnou, draselnou alebo lítiovou zásadou) alebo stabilizované amoniakom. Za týchto podmienok sú častice záporne nabité. Disperzie môžu byť destabilizované pridaním nadbytočných druhov elektrolytov (sodík, vápnik, chlorid, lítium, draslík). Tieto častice koloidného oxidu kremičitého dosahujú dodatočnú stabilizáciu aniónového náboja začlenením hliníka do povrchovej vrstvy častíc oxidu kremičitého za vzniku hlinitokremičitanových miest.

Verzia koloidného oxidu kremičitého s nízkym pH je dostupná aj adsorpciou katiónového oxidu hlinitého na povrch častíc. Takto vznikajú katiónové častice (zvyčajne chloridy), ktoré sú stabilizované aniónovými druhmi. pH týchto emulzií bolo stabilné pod 4. Nízke pH série možno získať aj plne deionizovanou disperziou. Tieto série sú stabilné pod pH 3 bez prítomnosti stabilizačných iónov.

Okrem toho možno stabilitu emulzie zlepšiť aj povrchovou úpravou silánu. Silanolové skupiny môžu byť izolované silanolové skupiny alebo dokonca silándiolové skupiny (silándiolové skupiny) alebo skupiny kyseliny ftalovej. Tieto silány poskytujú nielen reaktívne miesta na štepenie iných chemikálií, ale tiež fyzikálne zabraňujú tvorbe siloxánových mostíkov, čo vedie k tvorbe agregátov alebo gélových štruktúr, čím sa zvyšuje stabilita.