Kolloidal kiseldioxid - Kemi och egenskaper

Kolloidal kiseldioxidemulsion är en flytande emulsion med låg viskositet. Kolloidal kiseldioxid finns i många kvaliteter, men alla kolloidala kiseldioxidpartiklar består av kolloidala kiseldioxidpartiklar med en storlek från cirka 2 nm till cirka 150 nm

Partiklarna kan vara sfäriska eller något oregelbundna till formen och kan existera som diskreta partiklar eller lätt strukturerade aggregat. De kan också förekomma i ett smalare eller bredare intervall av partikelstorlekar, beroende på processen genom vilken de producerades.

Den maximala viktandelen kiseldioxid i dispersionen är begränsad baserat på den genomsnittliga partikelstorleken. Dispersioner med mindre medeldiametrar har större specifika ytareor och är begränsade till dispersioner med låg koncentration. Omvänt har en emulsion med en större medeldiameter en mindre total specifik ytarea, och en emulsion med högre koncentration kan användas.

Utseendet på kolloidala kiseldioxidemulsioner beror till stor del på partikelstorleken. Dispersioner av små kiselpartiklar (< 10 nm) är vanligtvis klara. Medelstora dispersioner (10-20 nm) börjar få ett ogenomskinligt utseende när mer ljus sprids. Dispersioner som innehåller större kolloidala kiseldioxidpartiklar (>50 nm) är vanligtvis vita till färgen.

Standard kiselgeldispersioner är stabila mot gelning och utfällning över ett pH-intervall av 8 - 10,5. Dessa kiselgeler är stabiliserade med en bas (vanligtvis en natrium-, kalium- eller litiumbas) eller stabiliserade med ammoniak. Under dessa förhållanden är partiklarna negativt laddade. Dispersioner kan destabiliseras genom att tillsätta överskott av elektrolytämnen (natrium, kalcium, klorid, litium, kalium). Dessa kolloidala kiseldioxidpartiklar uppnår ytterligare anjonisk laddningsstabilisering genom att införliva aluminium i ytskiktet av kiseldioxidpartiklarna för att bilda aluminiumsilikatställen.

En låg pH-version av kolloidal kiseldioxid är också tillgänglig genom adsorption av katjonisk aluminiumoxid på partikelytan. Detta producerar katjoniska partiklar (vanligtvis klorid) som stabiliseras med en anjonisk art. pH för dessa emulsioner var stabilt under 4. Lågt pH-serier kan också erhållas genom fullständig avjoniserad dispersion. Dessa serier är stabila under pH 3 utan närvaro av stabiliserande joner.

Dessutom kan emulsionens stabilitet också förbättras genom ytmodifiering av silanen. Silanolgrupperna kan vara isolerade silanolgrupper eller till och med silandiolgrupper (silandiolgrupper) eller ftalsyragrupper. Dessa silaner tillhandahåller inte bara reaktiva ställen för ympning av andra kemikalier, utan förhindrar också fysiskt bildandet av siloxanbryggor, vilket leder till bildandet av aggregat eller gelstrukturer, vilket ökar stabiliteten.