Коллоидный диоксид кремния - Химия и свойства

Эмульсия коллоидного кремнезема представляет собой жидкую эмульсию с низкой вязкостью. Коллоидный кремнезем доступен во многих сортах, но все частицы коллоидного кремнезема состоят из частиц коллоидного кремнезема размером от примерно 2 нм до примерно 150 нм.

Частицы могут иметь сферическую или слегка неправильную форму и могут существовать в виде дискретных частиц или слегка структурированных агрегатов. Они также могут существовать в более узком или более широком диапазоне размеров частиц, в зависимости от процесса, с помощью которого они были получены.

Максимальная весовая доля диоксида кремния в дисперсии ограничена исходя из среднего размера частиц. Дисперсии с меньшим средним диаметром имеют большую удельную площадь поверхности и ограничены дисперсиями с низкой концентрацией. И наоборот, эмульсия с большим средним диаметром имеет меньшую общую удельную площадь поверхности, и можно использовать эмульсию с более высокой концентрацией.

Внешний вид коллоидных эмульсий кремнезема во многом зависит от размера частиц. Дисперсии мелких частиц кремния (< 10 нм) обычно прозрачны. Дисперсии среднего размера (10-20 нм) начинают приобретать непрозрачный вид по мере рассеивания большего количества света. Дисперсии, содержащие более крупные частицы коллоидного кремнезема (> 50 нм), обычно имеют белый цвет.

Стандартные дисперсии силикагеля устойчивы к гелеобразованию и преципитации в диапазоне рН от 8 до 10,5. Эти силикагели стабилизируют основанием (обычно основанием натрия, калия или лития) или стабилизируют аммиаком. В этих условиях частицы заряжены отрицательно. Дисперсии можно дестабилизировать, добавляя избыточные электролиты (натрий, кальций, хлорид, литий, калий). Эти коллоидные частицы кремнезема обеспечивают дополнительную стабилизацию анионного заряда за счет включения алюминия в поверхностный слой частиц кремнезема с образованием алюмосиликатных центров.

Также доступна версия коллоидного кремнезема с низким pH путем адсорбции катионного оксида алюминия на поверхности частиц. При этом образуются катионные частицы (обычно хлорид), которые стабилизируются анионными частицами. рН этих эмульсий был стабильным ниже 4. Серия с низким рН может быть также получена полностью деионизированной дисперсией. Эти серии стабильны ниже pH 3 без присутствия стабилизирующих ионов.

Кроме того, стабильность эмульсии также может быть улучшена за счет модификации поверхности силана. Силанольные группы могут быть изолированными силанольными группами или даже силандиольными группами (силандиольными группами) или группами фталевой кислоты. Эти силаны не только обеспечивают реактивные участки для прививки других химических веществ, но также физически предотвращают образование силоксановых мостиков, что приводит к образованию агрегатов или гелевых структур, тем самым повышая стабильность.