Acid Series Colloidal Silica/Silica Sol är en kiseldioxidpartikeldispersion i nanoskala med hög dispergerbarhet och stabilitet. Det används i stor utsträckning inom precisionsgjutning, katalysatorbärare, beläggningar, keramiska produkter och papperstillverkning. Dispergerbarheten av silica sol påverkar direkt dess prestanda och effekt i applikationen, så det är viktigt att förstå vilka faktorer som påverkar dess dispergerbarhet.

1. Partikelstorlek och partikelstorleksfördelning
Partikelstorleken hos kolloidala kiseldioxidpartiklar är en viktig faktor för att bestämma dess dispergerbarhet. Generellt sett gäller att ju mindre kiseldioxidpartiklarna är i kiseldioxidsolen, desto större är dess specifika ytarea och desto högre ytenergi, så dess dispergerbarhet är bättre. Små och enhetliga partiklar kan lättare separeras från varandra i lösningen och bibehålla ett bra spridningstillstånd. Om partikelstorleksfördelningen är ojämn, tenderar större partiklar att aggregera, vilket resulterar i en minskning av dispergerbarheten.
Faktorerna som påverkar partikelstorleken är följande.
Beredningsmetod: Silica sol framställs vanligtvis med sol-gel-metoden. Partikelstorleken på partiklarna kan justeras genom att kontrollera betingelserna för hydrolysreaktionen, såsom temperatur, pH-värde och reaktionstid.
Partikelstabilisator: Under beredningsprocessen hjälper tillsättning av en lämplig mängd stabilisator till att kontrollera tillväxten och aggregeringen av partiklar, vilket ger en enhetlig partikelstorlek.

2. pH-värde
Dispergerbarheten av kiseldioxidsol är nära relaterad till lösningens pH-värde. Silikasoler i sur serie visar god dispergerbarhet vid lägre pH-värden. Lösningens pH påverkar laddningsfördelningen på ytan av kiseldioxidpartiklar, vilket i sin tur påverkar den elektrostatiska repulsionen mellan partiklar.
Under sura förhållanden (pH 2-4): Ytan på kiseldioxidsol är positivt laddad, vilket orsakar repulsion mellan partiklar och förhindrar partikelaggregation, så dispergerbarheten är god.
Under neutrala eller alkaliska förhållanden: När pH-värdet ökar, minskar laddningen på partiklarnas yta, den elektrostatiska repulsionen försvagas och partiklarna är mer benägna att aggregera, vilket resulterar i en minskning av dispergerbarheten. Därför är sura serie kiseldioxidsoler vanligtvis mer stabila i sura miljöer.

3. Jonstyrka
Jonstyrka är en annan viktig faktor som påverkar dispergerbarheten av kiseldioxidsoler. Jonkoncentrationen i lösningen påverkar den laddningsavskärmande effekten på ytan av de kolloidala partiklarna. När jonkoncentrationen i lösningen ökar neutraliseras laddningen på partiklarnas yta delvis, den elektrostatiska repulsionen försvagas och partiklarna är mer benägna att aggregera, vilket resulterar i dålig dispergerbarhet.
Låg jonstyrka: Vid låg jonstyrka är den elektrostatiska repulsionen på ytan av silikasolpartiklarna stark, partiklarna är inte lätta att komma i kontakt med varandra och god dispergerbarhet bibehålls.
Hög jonstyrka: I lösningar med hög jonstyrka förstärks jonskyddseffekten, den elektrostatiska repulsionen försvagas, partiklarna är mer benägna att aggregera och dispergerbarheten är dålig. När man applicerar silikasol är det därför nödvändigt att kontrollera jonkoncentrationen i lösningen för att undvika en minskning av dispergerbarheten på grund av överdriven jonstyrka.

4. Temperatur
Temperaturen har också en viss effekt på kiseldioxidsolens dispergerbarhet. Temperaturförändringar kommer att ändra rörelsetillståndet för partiklarna i silikasol och lösningens viskositet, vilket påverkar dess dispergerbarhet.
Låg temperatur: Vid låg temperatur är den kinetiska energin hos partiklarna i silikasol låg, lösningens viskositet är hög, partiklarna rör sig långsamt och dispergerbarheten är dålig. Långvarig låg temperatur kan orsaka partikelaggregation och nederbörd.
Hög temperatur: Hög temperatur kommer att öka den kinetiska energin hos partiklar och lösningens flytbarhet, och dispergerbarheten kan förbättras på kort tid, men om temperaturen är för hög kommer det att få kolloidpartiklarna att agglomerera, vilket minskar dispergerbarheten . Därför hjälper kontrollen av det lämpliga temperaturintervallet till att bibehålla stabiliteten och dispergerbarheten hos silikasol.

5. Ytmodifierare
Under beredningen och användningen av silikasol tillsätts ofta ytmodifieringsmedel eller dispergeringsmedel för att förbättra dess dispergerbarhet. Dessa tillsatser kan bilda ett skyddande skikt på ytan av partiklar för att förhindra direkt kontakt och aggregation mellan partiklar.
Ytmodifiering: Genom kemisk modifieringsbehandling kan specifika funktionella grupper såsom hydroxyl- och karboxylgrupper införas på ytan av kiseldioxidpartiklar för att öka den frånstötande kraften mellan partiklarna och därigenom förbättra dispergerbarheten.
Dispergeringsmedel: Dispergeringsmedel kan effektivt minska interaktionskraften mellan partiklar och förbättra dispergerbarheten av silikasol i lösning, särskilt i högkoncentrationslösningar eller komplexa miljöer. Dispergeringsmedels roll är särskilt viktig.

6. Koncentration
Koncentrationen av silikasol är också en nyckelfaktor som påverkar dispergerbarheten. Vid låga koncentrationer är interaktionen mellan kolloidala partiklar svag, det finns tillräckligt med utrymme mellan partiklarna för dispergering och dispergerbarheten är god. Men vid höga koncentrationer blir avståndet mellan partiklarna mindre, kollisionsfrekvensen mellan partiklarna ökar och aggregering orsakas lätt, vilket resulterar i minskad spridningsförmåga. I praktiska tillämpningar måste därför koncentrationen av kiseldioxidsol kontrolleras i enlighet med den specifika användningsmiljön för att säkerställa dess goda dispergerbarhet.