Koloidal silika

Koloidal silikalar, ince amorf, gözeneksiz ve genellikle küresel, sıvı fazda silika parçacıklardır.

Üretimi

Koloidal silikalar genellikle alkali-silikat çözeltisinin kısmen nötralize edilmesi sonucu silika çekirdeklerinin oluştuğu birçok adımı içeren bir süreç ile oluşturulurlar. Koloidal silika parçacıkları genellikle 1 ile 5 nm aralığındadır. Bu parçacıkların birleşmiş olup olmamaları polimerizasyon koşullarına bağlıdır. Başlangıçta sodyum silikatın asitlenmesi silisik asit Si(OH)₄ oluşturur.

Eğer pH 7'nin altına düşürülür veya tuz eklenirse, birimler zincir halinde kaynaşma eğiliminde olurlar. Bu ürünler silika jel olarak adlandırılır. Eğer pH nötrden biraz daha alkali (bazik) tutulursa alt birimler ayrık kalırlar ve yavaş yavaş büyürler. Bu ürünler de çökelti silika olarak adlandırılır. Koloidal silikanın yüzeyindeki hidrojen iyonları sulu çözeltide yüksek negatif enerji bırakarak çözünme eğilimindedir. Özellikle nötr noktasından düşük pH'ta değerlendirildiğinde bazı Si atomlarının Al ile değiştirilmesinin koloidal negatif yükü artırdığı bilinmektedir. Koloidal silika çok küçük boyutta olduğu için yüzey alanı çok yüksektir.

Koloidal süspansiyon pH ayarlaması ile stabilize edilir ve buharlaştırılarak konsantre hale getirilir. Elde edilebilecek maksimum konsantrasyon parçacık boyutuna bağlı olarak değişir. Örneğin, 50 nm boyutundaki parçacıklar ağırlıklarının %50'si kadar katıya konsantre edilebilirken 10 nm boyutundaki parçacıklar süspansiyon çok kararsız hale gelmeden, ağırlıklarının sadece %30'u kadar katıya konsantre olurlar.

Uygulamalar

• Kağıt yapımında koloidal silika drenaj yardımcısı olarak kullanılır. Kağıtta tutulacak olan katyonik nişasta miktarını artırır. Katyonik nişasta boyutlandırma ajanı olarak eklenir ve kağıdın kuru mukavemetini artırır.
• Yüksek sıcaklık bağlayıcı
• Döküm - kalıp olarak
• Aşındırıcı - silikon gofret cilalamada
• Karbonsuz kağıt
• Katalizör
• Nem emici
• Toz ve granüllerin yığın & çekilmiş yoğunluğunu artırır.
• Toz akışına yardımcı serbest akış ajanı olarak kullanılır, örneğin tablet yapımında toz yığınının yığın açısını düşürür.
• Ateşe dayanıklı seramik fiber (fiberfrax) battaniyelerin sabitleştirilmesi ve sertleştirilmesinde
• Aşınmaya dayanıklı kaplamalar
• Sürtünme artırıcı - cilalı zeminlerin kaplanmasında, tekstil lifleri ve demiryolunda çekiş teşviki
• Kir önleyici – mikrogözenekleri doldurarak kir veya başka parçacıkların kumaşa nüfuz etmesini engeller.
• Sürfaktan (yüzey aktif madde) – topaklandırma, pıhtılaştırma (koagülasyon), dağıtma (dispersiyon), stabilizasyon vb.
  • Sıvı silikon dioksit (koloidal silika) şarap ve meyve suyu durultma ajanı olarak kullanılır.
• Emici
• Koloidal silika beton yoğunlaştırıcı ve cilalı betonda kullanılır.
• Kuantum noktaları imalatında, çeşitli bilimsel araştırma ayarlamalarında küçük yarı iletkenler kullanılır
• "Seramik Kaplamalar"ın pek çoğunun içeriğinde kullanılır

Ayrıca bakınız

• Silisyum dioksit