Sio2سیلیکا نام دیگر سیلیکون اکسیدها ست. رایج ترین نوع آنها SiO2 می باشد. در طبیعت دسته دیگر از سیلیکای بی شکل که به طور صنعتی در فرم های متفاوتی ساخته می شود شامل سیلیکا ژل، سیلیکای رسوبی سیلیکای گازی و سیلیکای کلوئیدی می باشد.
کلوئیدی در حقیقت چه معنی دارد؟
یک کلوئید پراکندگی پایداری از ذرات به قدر کافی کوچکند تا مانع ته نشینی آنها شود. اما اندازه بزرگ آنها اجازه عبور از غشایی را که مولکول ها و یون ها به راحتی عبور می کنند را نمی دهد. گستره ی اندازه ی ذرات آن از یک تا صد نانومتر است.
تفاوت سیلیس کلوئیدی با سیلیس گازی ، ترکیبی یا رسوبی چیست؟
سیلیس کلوئیدی از انواع دیگر سیلیس در چند مورد عمده تفاوت دارد. قابل ملاحظه ترین اختلاف به فرم مایع بودنش درمقابل پودر است. به علاوه بیشترین مساحت سطح را دارا می باشد و اندازه توده آن می تواند به کوچکی اندازه واقعی ذره اولیه باشد.
اختلاف میان سدیم سیلیکات (آب شیشه) و سیلیس کلوئیدی در چیست؟
سپس کلوئیدی شامل ذرات Sio2 بی شکل چگال است. بلوک های ساخته شده از این ذرات ساختارهای چند و جهی ] [SiO4 هستند که به طور تصادفی توزیع شده اند.
این توزیع تصادفی است که تفاوت سیلیکای بی شکل را از سیلیکای کریستالی منظم روی یک سطح مولکول را می سازد . سدیم سیلیکات ها محلول های قلیایی با رنج pH 12 تا ۱۳ در مقایسه با ۱۱-۹ سیلیکای کلوئیدی هستند. سدیم سیلیکات ها از مونومرهای سیلیکاتی ساخته شده اند در مقابل سیلیکای کلوئیدی تشکیل شده از سیلیکات های پلی مریک. در ترکیب سدیم سیلیکات نسبت Sio2 به Na2O تقریبا ۳٫۴ است در صورتیکه سیلیکای کلوئیدی عموما نسبت SiO2 به Na2O بیش از ۵۰ است. در نهایت گرانروی سدیم سیلیکات نزدیک به شیره در صورتیکه سیلیکای کلوئیدی گرانروی نزدیک به آب را دارد.
چطور سیلیکا سول را تولید می کنید؟
ما چندین روش مختلف برای تولید سیلیس کلوئیدی آبدار که با استانداردها سازگار است استفاده می نماییم. اصل عمومی، حذف سدیم از سدیم سیلیکات از طریق تبادل کاتیونی است.
بدون سدیم پلیمریزاسیون صورت می گیرد و ذرات شروع به رشد می نمایند. بعد از رشد سل پایدار می شود.
چطور سیلیکا سول را تولید می کنید؟
اکثر گریدهای سیلیکای کلوئیدی آنیونی هستند. سطح آنها اغلب از گروه های هیدروکسیل با فرمول Si-O-H تشکیل شده است. به هرحال گروه های دیگری شناخته شده شامل: سیلان دی اُل –Si- (OH)2، سیلان تری اُل – Si – (OH)3 سیلیکاهای سطح –Si-O-Si-O- و آب پیوند سطح. این منجر به بار سطح آنیونی در pH قلیایی و این ذرات توسط اجزای کاتیونی مثل سدیم یا آمونیوم پایدار می شوند.
سیلیکاهای کلوئیدی آنیونی می توانند با اتصال به آلومینیوم به سطح ذره با تشکیل گروه های–Al-OH – پایداری بیشتری یابند. این منجر به سطح باردار منفی تری حتی در pH=3 می شود. این پایداری پراکندگی را به شدت افزایش می دهد.
در مورد سُل های کاتیونی سطح با Al2O3 پوشیده شده است. این بار سطح ذره را مثبت می نماید و یون حامل کلراید است. این سُل ها تنها در pH کمتر از ۴ پایدارند.
اصلاح سطح سیلان ها بار سطح را کاهش می دهد اما پدیده پایداری در pH 11-2 صورت می گیرد.
چطور سیلیکا سول را تولید می کنید؟
اندازه ذرات و pH سبب تفاوت میان انواع سیلیس کلوئیدی است. اندازه ذرات نیز می تواند در عبارت مساحت سطح بیان شود به عنوان مثال بیشترین مساحت سطح ویژه را کوچکترین میانگین اندازه ذرات به وجود می آورند. میانگین اندازه ذرات نیز متأثر از ماکزیمم امکان گنجایش SiO2 است. بعنوان مثال ذرات کوچک تنها در سُل های رقیق پایدارند در حالیکه ذرات بزرگتر در غلظت های بالاتری پایدارند. سیلیکاسُل های خالص آنیونی هستند و به طور نمونه توسط سدیم یا آلومینیوم در pH 9 تا ۱۱ پایدار شده اند. هرچند سُل های اصلاح شده با سدیم آلومینات در pH کمتر از ۳- ۴ پایدارند. سیلیکاسُل های کاتیونی در pH4-5 پایدارند و سُل های بدون یون در pH های پایین مثلا ۳-۲ پایدارند.
چطور سیلیکا سول را تولید می کنید؟
سُل ها می بایست در دمای ۵-۳۵ درجه سانتی گراد نگهداری شوند اگر سُل با کنترل شرایط یخ بزند می تواند پایداری ته نشینی اش را از دست بدهد. افزایش دادن دما ممکن است رشد میکروارگانسیم ها را سرعت ببخشد یا پایداری سیلیکاسُل را کاهش دهد.
چطور سیلیکا سول را تولید می کنید؟
پایداری سیلیکای کلوئیدی تابع فاکتورهای pH، اندازه ذرات، غلظت سیلیکا و دمای نگهداری می باشد. گستره ی pH در این بخش بیان می کند که بار سطح جهت پایداری سُل خیلی مهم است. اگر pH خارج از گستره ی پایداری آن تنظیم شود پراکندگی بار می تواند ناپایداری ایجاد کند و اجازه دهد تا ذرات پیوند عرضی برقرار نموده و به ژل تبدیل شود.
اندازه ذرات و نتیجه اش مساحت سطح فاکتورهای خیلی مهمی در پایداری پراکندگی به شمار می روند. برای پراکندگی های ذرات خیلی کوچک این پدیده ای است که استوالد رپیننگ (به عمل آمدن استوالد) نامیده می شود. مساحت سطح کاهش می یابد در حالی که پراکندگی تلاش می کند تا به طور خود به خود بار سرتاسریش را پایین آورد. هرچه قطعات بزرگتر می شود این اثر کوچکتر می شود و از این رو تولیدات پایدارتر می شود.
همچنین تراکم سیلیکا نیز یک عامل مهم در ثبات است. تراکم بیشتر یک سُل باعت میشود ذرات فشرده شوند و اجازه داده شود تا ogyregate شوند
بارهای مخالف مثبت بار منفی سطح را تعدیل می کنند که اطراف ذرات قرار گرفته اند. بنابراین پتانسیل منفی با فاصله از ذرات، کاهش می یابد و نیروهای دافعه ذرات افزایش می یابد برای بعضی از فاصله ها در خارج از ذرات. همان طور که نمک اضافه شود ذرات یونی حرکت می کند خیلی نزدیکتر به سطح ذرات و فاصله کاهش می یابد در جهتی که نیروی جاذبه عمل می کند این باعث کاهش شدید در ثبات سُل می شود به وسیله افزایش احتمال برخورد داخلی ذرات. به عنوان یک قانون کاتیون های چند ظرفیتی خیلی مؤثر هستند در جمع شدن لایه های دیگر که عامل ژل شدن می باشد.
حلال های آلی
الکل، استون و دیگر حلال های قطبی می توانند با سیلیس کلوئیدی مخلوط شوند. گرچه، یک محدودیتی برای میزان مصرف حلال مصرفی در سیلیکاسُل جهت ژل شدن وجود دارد. سازگاری آن زیاد می شود با افزایش ثابت الکتریک حلال. کاهش pH سیلیس کلوئیدی غلظت سیلیکا را و تا حدودی اندازه ذرات را افزایش می دهد.
رزین امولسیون و رزین محلول در آب
وقتی آن ها pH یکسان داشته باشند و بار سطح مشابه رزین داشته باشند سیلیس های کلوئیدی با هم سازگارند اما در مورد رزین امولسیون، امولسیون کننده می بایست با دقت انتخاب شود چرا که ممکن است باعث جداسازی ژل گردد.
چطور سیلیکا سول را تولید می کنید؟
به طور کلی می توانیم بگوییم که سیلیکاهای کلوئیدی آنیونی با سورفاکتانت های آنیونی و غیر یونی سازگارند اما سیلیکاها کلوئیدی کاتیونی با سورفاکتانتها کاتیونی و غیر یونی سازگارند. در هر دو مورد کلوئید ممکن است با عامل فعال سطح بر اساس ترکیب سورفاکتانت و ناخالصی آن ناسازگار شود. انتخاب عوامل سطح باید مورد توجه قرار بگیرد.
چگونه بار سطح ویژه را اندازه بگیریم؟
بار سطح ذره با استفاده از روش تیتراسیون اندازه گیری می شود.
چگونه اندازه ذراتی را که سفارش داده اید را بدانید؟
تمامی محصولات درخواستی با یک گواهی آنالیز فرستاده می شود. جزئیات مساحت سطح ویژه می تواند تخمین زده شود از طریق محاسبات برگشتی مساحت سطح یا بوسیله دستگاه پراکندگی نوری
روش ساده ای برای بررسی اینکه آیا این سُل سالم است یا نه وجود دارد؟
سیلیکای کلوئیدی طول عمر مشخصی ندارد در حالیکه بعضی از ذرات ما طول عمرهای بیش از یک سال دارند. تنها کاربرد شما تعیین می کند که آیا ذرات هنوز کاربردی هستند یا خیر. تنها تجربه و آزمون می تواند تعیین کند که آیا سیلیکاسُل به خوبی در کار شما بد عمل می کند یا خیر.
آیا عمر مفید به ویژگی های سیلیس کلوئیدی اثر می گذارد؟
آنچه را که به طور کلی تعیین کننده سلامت و عمر مفید سُل می باشد پایداری آن است.
آیا می دانید که …
هشت حقیقتی که شما در مورد سیلیس کلوئیدی نمی دانید:
۱٫از تمام مواد کلوئیدی، سیلیس کلوئیدی آمورف یکی از شایع ترین محصولات معدنی ساخته دست انسان ، به دلیل عملکرد بالای آن می باشد.
۲٫سیلیس کلوئیدی عمدتا به عنوان دیسپرسیون آبی در دسترس می باشد.
۳٫سیلیس کلوئیدی که اغلب با سطح خاص (تعریف شده در m2/g ) درجه بندی شده است. این سطح به طور متوسط اندازه ذرات را تعریف می کند.
۴٫سیلیس کلوئیدی با اندازه ذرات کوچک در مقایسه با سیلیس کلوئیدی با اندازه ذرات بزرگتر دارای مواد جامد کمتری هستتند.
۵٫ سیلیس کلوئیدی آنیونی دیسپرسیون با سدیم، پتاسیم، و یا آمونیاک تثبیت شده، موجود می باشد. کاتیون دیسپرسیون، با کلرید تثبیت شده موجود می باشد.محصولات نیز با حذف یون های تثبیت شده موجود هستند.
۶٫نمونه سیلیس کلوئیدی آنیونی بین pH برابر با ۸ و۱۱٫۵ پایدارهستند. در حالی که سیلیکا کاتیونی بین pH برابر با ۲ و ۴٫۵ پایدار می باشد.
۷٫ثبات سیلیس کلوئیدی و واکنش پذیری را می توان از طریق درمان های مختلف سطح از جمله آلومینیوم و سیلان افزایش داد.
۸٫سیلیس کلوئیدی دارای بسیاری از عملکردهای مختلف از یک ناقل بار فعال یا واکنش سطح ساینده و یا درجه حرارت بالا در چسبندگی فیزیکی می باشد.
