Acid Series koloidný oxid kremičitý/Silica Sol je disperzia častíc oxidu kremičitého v nanoúrovni s vysokou dispergovateľnosťou a stabilitou. Je široko používaný pri presnom odlievaní, nosičoch katalyzátorov, náteroch, keramických výrobkoch a výrobe papiera. Dispergovateľnosť kremičitého sólu priamo ovplyvňuje jeho výkon a účinok pri aplikácii, takže je dôležité pochopiť, ktoré faktory ovplyvňujú jeho dispergovateľnosť.

1. Veľkosť častíc a distribúcia veľkosti častíc
Veľkosť častíc koloidného oxidu kremičitého je dôležitým faktorom pri určovaní jeho dispergovateľnosti. Všeobecne povedané, čím menšie sú častice oxidu kremičitého v sóle oxidu kremičitého, tým väčší je jeho špecifický povrch a tým vyššia je jeho povrchová energia, takže jeho dispergovateľnosť je lepšia. Malé a rovnomerné častice sa dajú v roztoku ľahšie od seba oddeliť a zachovať si dobrý disperzný stav. Ak je distribúcia veľkosti častíc nerovnomerná, väčšie častice majú tendenciu agregovať, čo vedie k zníženiu dispergovateľnosti.
Faktory ovplyvňujúce veľkosť častíc sú nasledujúce.
Spôsob prípravy: Sól oxidu kremičitého sa zvyčajne pripravuje metódou sól-gél. Veľkosť častíc môže byť upravená riadením podmienok hydrolytickej reakcie, ako je teplota, hodnota pH a reakčný čas.
Stabilizátor častíc: Pridanie vhodného množstva stabilizátora počas procesu prípravy pomáha kontrolovať rast a agregáciu častíc, čím sa dosiahne jednotná veľkosť častíc.

2. hodnota pH
Dispergovateľnosť sólu oxidu kremičitého úzko súvisí s hodnotou pH roztoku. Kyslé sóly oxidu kremičitého radu vykazujú dobrú dispergovateľnosť pri nižších hodnotách pH. pH roztoku ovplyvňuje rozloženie náboja na povrchu častíc oxidu kremičitého, čo následne ovplyvňuje elektrostatické odpudzovanie medzi časticami.
V kyslých podmienkach (pH 2-4): Povrch kremičitého sólu je kladne nabitý, čo spôsobuje odpudzovanie medzi časticami a zabraňuje zhlukovaniu častíc, takže dispergovateľnosť je dobrá.
V neutrálnych alebo alkalických podmienkach: So zvyšujúcou sa hodnotou pH sa náboj na povrchu častíc znižuje, elektrostatické odpudzovanie sa oslabuje a častice sa s väčšou pravdepodobnosťou agregujú, čo vedie k zníženiu dispergovateľnosti. Preto sú kyslé sóly oxidu kremičitého zvyčajne stabilnejšie v kyslom prostredí.

3. Iónová sila
Iónová sila je ďalším dôležitým faktorom ovplyvňujúcim dispergovateľnosť sólov oxidu kremičitého. Koncentrácia iónov v roztoku ovplyvňuje účinok tienenia náboja na povrchu koloidných častíc. Keď sa koncentrácia iónov v roztoku zvyšuje, náboj na povrchu častíc je čiastočne neutralizovaný, elektrostatické odpudzovanie je oslabené a častice sa s väčšou pravdepodobnosťou agregujú, čo vedie k zlej dispergovateľnosti.
Nízka iónová sila: Pri nízkej iónovej sile je elektrostatické odpudzovanie na povrchu častíc sólu oxidu kremičitého silné, častice sa nedajú ľahko navzájom kontaktovať a zachováva sa dobrá disperzibilita.
Vysoká iónová sila: V roztokoch s vysokou iónovou silou je účinok tienenia iónov zosilnený, elektrostatické odpudzovanie je oslabené, častice sa s väčšou pravdepodobnosťou agregujú a disperzibilita je slabá. Preto pri aplikácii kremičitého sólu je potrebné kontrolovať koncentráciu iónov v roztoku, aby sa zabránilo zníženiu dispergovateľnosti v dôsledku nadmernej iónovej sily.

4. Teplota
Teplota má tiež určitý vplyv na dispergovateľnosť sólu oxidu kremičitého. Zmeny teploty zmenia stav pohybu častíc v sóle oxidu kremičitého a viskozitu roztoku, čím ovplyvnia jeho dispergovateľnosť.
Nízka teplota: Pri nízkej teplote je kinetická energia častíc v sóle oxidu kremičitého nízka, viskozita roztoku je vysoká, častice sa pohybujú pomaly a dispergovateľnosť je slabá. Dlhodobo nízka teplota môže spôsobiť agregáciu častíc a zrážanie.
Vysoká teplota: Vysoká teplota zvýši kinetickú energiu častíc a tekutosť roztoku a dispergovateľnosť sa môže v krátkom čase zlepšiť, ale ak je teplota príliš vysoká, spôsobí aglomeráciu koloidných častíc, čím sa zníži dispergovateľnosť. . Preto kontrola vhodného teplotného rozsahu pomáha udržiavať stabilitu a dispergovateľnosť sólu oxidu kremičitého.

5. Povrchový modifikátor
Počas prípravy a použitia sólu oxidu kremičitého sa často pridávajú povrchové modifikátory alebo dispergačné činidlá na zvýšenie jeho dispergovateľnosti. Tieto prísady môžu vytvoriť ochrannú vrstvu na povrchu častíc, aby sa zabránilo priamemu kontaktu a agregácii medzi časticami.
Povrchová modifikácia: Pomocou chemickej modifikácie možno na povrch častíc oxidu kremičitého zaviesť špecifické funkčné skupiny, ako sú hydroxylové a karboxylové skupiny, aby sa zvýšila odpudivá sila medzi časticami, čím sa zlepší dispergovateľnosť.
Dispergátor: Dispergátor môže účinne znížiť interakčnú silu medzi časticami a zlepšiť dispergovateľnosť sólu oxidu kremičitého v roztoku, najmä v roztokoch s vysokou koncentráciou alebo v zložitých prostrediach. Zvlášť významná je úloha dispergačných činidiel.

6. Koncentrácia
Koncentrácia kremičitého sólu je tiež kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim dispergovateľnosť. Pri nízkych koncentráciách je interakcia medzi koloidnými časticami slabá, medzi časticami je dostatok priestoru na dispergáciu a dispergovateľnosť je dobrá. Avšak pri vysokých koncentráciách sa vzdialenosť medzi časticami zmenšuje, frekvencia kolízií medzi časticami sa zvyšuje a agregácia je ľahko spôsobená, čo vedie k zníženej disperzibilite. Preto je v praktických aplikáciách potrebné kontrolovať koncentráciu kremičitého sólu podľa špecifického prostredia použitia, aby sa zabezpečila jeho dobrá disperzibilita.