Las sílices coloidales son suspensiones de partículas finas de sílice amorfa , no porosa y típicamente esféricas en una fase líquida.
La superficie de la sílice coloidal en contacto con el agua está cubierta por enlaces siloxano (≡Si – O – Si≡) y grupos silanol (≡Si – OH). Esto hace que la sílice coloidal sea muy hidrófila y capaz de formar numerosos enlaces de hidrógeno .
Fabricar
Las sílices coloidales se preparan con mayor frecuencia en un proceso de varias etapas en el que una solución de silicato alcalino se neutraliza parcialmente, lo que conduce a la formación de núcleos de sílice . Las subunidades de las partículas de sílice coloidal se encuentran típicamente en el intervalo de 1 a 5 nm. El hecho de que estas subunidades se unan o no depende de las condiciones de polimerización. La acidificación inicial de una solución de vidrio soluble ( silicato de sodio ) produce Si (OH) 4 .
Si el pH se reduce por debajo de 7 o si se agrega sal, las unidades tienden a fusionarse en cadenas. Estos productos a menudo se denominan geles de sílice . Si el pH se mantiene ligeramente en el lado alcalino de neutro, entonces las subunidades permanecen separadas y crecen gradualmente. Estos productos a menudo se denominan sílice precipitada o soles de sílice. Los iones de hidrógeno de la superficie de la sílice coloidal tienden a disociarse en una solución acuosa, produciendo una alta carga negativa. Se sabe que la sustitución de algunos de los átomos de Si por Al aumenta la carga coloidal negativa, especialmente cuando se evalúa a un pH por debajo del punto neutro. Debido al tamaño muy pequeño, la superficie de la sílice coloidal es muy alta.
La suspensión coloidal se estabiliza mediante ajuste de pH y luego se concentra, generalmente por evaporación. La concentración máxima que se puede obtener depende del tamaño de partícula. Por ejemplo, las partículas de 50 nm se pueden concentrar hasta más del 50% en peso de sólidos, mientras que las partículas de 10 nm solo se pueden concentrar hasta aproximadamente el 30% en peso de sólidos antes de que la suspensión se vuelva demasiado inestable.
Aplicaciones
- En la fabricación de papel, la sílice coloidal se utiliza como coadyuvante de drenaje. Aumenta la cantidad de almidón catiónico que se puede retener en el papel. Se agrega almidón catiónico como agente de encolado para aumentar la resistencia en seco del papel.
- Nanomedicina [1]
- Aglutinantes de alta temperatura
- Fundición de inversión : se utiliza en moldes
- Un abrasivo : para pulir obleas de silicona.
- Papel autocopiativo
- Catalizadores
- Absorbente de humedad
- Aumenta el volumen y la densidad de los polvos y gránulos [ cita requerida ]
- Se utiliza como agente de flujo libre para ayudar al flujo del polvo, por ejemplo, en la formación de tabletas, al reducir el ángulo de reposo del polvo a granel.
- Mantas estabilizadoras y rigidizadoras de fibra cerámica refractaria ( fiberfrax )
- Recubrimientos resistentes a la abrasión
- Aumento de la fricción : se utiliza para recubrir pisos encerados, fibras textiles y vías de ferrocarril para promover la tracción.
- Antisoiling: llena los microporos para evitar la absorción de suciedad y otras partículas en los textiles
- Surfactante : se utiliza para flocular , coagular , dispersar , estabilizar , etc.
- El dióxido de silicio líquido (sílice coloidal) se utiliza como agente clarificante de vino y jugo .
- Absorbente
- La sílice coloidal se utiliza en densificadores de hormigón y hormigón pulido .
- En la fabricación de puntos cuánticos , pequeños semiconductores utilizados en diversos entornos de investigación científica.
- utilizado como ingrediente en muchos "revestimientos cerámicos"
Ver también
Referencias
- ^ Chapa, cristiano; Piñón, Ana Laura; García, Perla Elvia (28 de marzo de 2018). "Síntesis de nanopartículas de sílice de tamaño controlado a partir de meta-silicato de sodio y el efecto de la adición de PEG en la distribución del tamaño" . Materiales . 11 (4): 510. Bibcode : 2018Mate ... 11..510. . doi : 10.3390 / ma11040510 . PMC 5951356 . PMID 29597254 .