السيليكا الغروية - الكيمياء والخصائص

مستحلب السيليكا الغرواني عبارة عن مستحلب سائل منخفض اللزوجة. تتوفر السيليكا الغروية في العديد من الدرجات ، ولكن جميع جسيمات السيليكا الغروية تتكون من جزيئات السيليكا الغروية التي يتراوح حجمها من حوالي 2 نانومتر إلى حوالي 150 نانومتر

يمكن أن تكون الجسيمات كروية الشكل أو غير منتظمة قليلاً ويمكن أن توجد كجزيئات منفصلة أو مجاميع منظمة قليلاً. قد توجد أيضًا في نطاق أضيق أو أوسع من أحجام الجسيمات ، اعتمادًا على العملية التي تم إنتاجها بها.

الحد الأقصى لنسبة وزن السيليكا في المشتت محدود بناءً على متوسط ​​حجم الجسيمات. المشتتات ذات الأقطار المتوسطة الأصغر لها مساحات سطح محددة أكبر وتقتصر على التشتت منخفض التركيز. وعلى العكس من ذلك ، يحتوي المستحلب ذو القطر المتوسط ​​الأكبر على مساحة سطح محددة عامة أصغر ، ويمكن استخدام مستحلب تركيز أعلى.

يعتمد ظهور مستحلبات السيليكا الغروية بشكل كبير على حجم الجسيمات. عادة ما تكون تشتت جسيمات السيليكون الصغيرة (أقل من 10 نانومتر) واضحة. تبدأ التشتتات متوسطة الحجم (10-20 نانومتر) في الظهور بمظهر معتم حيث يتشتت المزيد من الضوء. المشتتات التي تحتوي على جزيئات السيليكا الغروية الأكبر (> 50 نانومتر) عادة ما تكون بيضاء اللون.

تشتت هلام السيليكا القياسي مستقر ضد التكوُّن والترسيب على مدى درجة الحموضة من 8 إلى 10.5. يتم تثبيت هلام السيليكا بقاعدة (عادة ما تكون قاعدة من الصوديوم أو البوتاسيوم أو الليثيوم) أو تستقر بالأمونيا. في ظل هذه الظروف ، تكون الجسيمات سالبة الشحنة. يمكن أن تتزعزع المشتتات عن طريق إضافة أنواع الإلكتروليت الزائدة (الصوديوم والكالسيوم والكلوريد والليثيوم والبوتاسيوم). تحقق جزيئات السيليكا الغروية هذه استقرارًا إضافيًا للشحنة الأنيونية من خلال دمج الألومنيوم في الطبقة السطحية لجزيئات السيليكا لتشكيل مواقع سيليكات الألمنيوم.

تتوفر أيضًا نسخة منخفضة الأس الهيدروجيني من السيليكا الغروية عن طريق امتصاص الألومينا الموجبة على سطح الجسيمات. ينتج هذا جسيمات كاتيونية (عادة كلوريد) التي يتم تثبيتها بأنواع أنيونية. كان الرقم الهيدروجيني لهذه المستحلبات ثابتًا أقل من 4. يمكن أيضًا الحصول على سلسلة منخفضة الأس الهيدروجيني عن طريق التشتت منزوع الأيونات بالكامل. هذه السلسلة مستقرة تحت الرقم الهيدروجيني 3 دون وجود أيونات مثبتة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا تحسين استقرار المستحلب عن طريق تعديل سطح silane. قد تكون مجموعات silanol عبارة عن مجموعات silanol معزولة ، أو مجموعات silanediol (مجموعات silanediol) أو مجموعات حمض phthalic. لا توفر هذه السيلانات مواقع تفاعلية لتطعيم المواد الكيميائية الأخرى فحسب ، بل تمنع أيضًا فيزيائيًا تكوين جسور السيلوكسان ، مما يؤدي إلى تكوين الركام أو الهياكل الهلامية ، وبالتالي زيادة الاستقرار.