硅溶膠的物理與化學性質

1、精選硅溶膠的物理與化學性質硅溶膠是二氧化硅膠體微粒在水中均勻集中形成的膠體溶液，又叫做硅酸溶液，或二氧化硅水溶液，是一種用途廣泛的新型化工原料。硅溶膠的外觀為乳白色半透亮的膠體溶液，多成穩(wěn)定的堿性，少數呈酸性。硅溶膠中SiO2的濃度一般為10%35%，濃度高時可達50%。硅溶膠粒子比表面積為50400m2/g，粒徑范圍一般在5100nm，即處于納米尺度，與一般晶粒為0.110m的乳液相比，其顆粒要小得多。硅溶膠的膠團結構用以下化學式表示：式中：m，n很大，而且m<<n?？梢哉J為硅溶膠的膠核與硅酸鈉結構基本相同，它是由m個SiO2分子聚合而成。在硅酸膠體溶液中H2SiO3是一種弱電解

2、質，在水中能部分別解為H+和SiO2-3：H2SiO32H+SiO2-3，這些SiO2-3被吸附在膠核四周，形成帶負電的內吸附層，使膠粒帶負電，因而它必定會吸引存在于四周介質中的反離子，如H+、Na+等正離子，構成雙電層。這些反離子在受到粒子表面離子吸引的同時，又由于離子本身的熱運動而使其中部分別子離開表面而向溶液外層集中；而靠近粒子表面的反離子濃度較大，隨著與表面距離的增加，反離子的濃度削減，形成集中層。由于膠體粒子表面所帶負電荷與集中層中所帶正電荷總數相等，最終整個體系呈中性。（硅溶膠涂料及其表面涂層的質量把握）硅溶膠是具有膠體特性、質點近似球體、帶負電的溶膠。電位、布朗運動及足夠的溶劑阻

3、隔三大因素賜予其聚結穩(wěn)定性和動力學穩(wěn)定性。然而，膠粒為介穩(wěn)相，始終存在自發(fā)聚結的傾向。三大穩(wěn)定因素只要有一種被減弱，它就會自動聚結，產生凝膠或聚沉。當硅溶膠分散成凝膠后，不行能再用加熱或加溶劑的方法使之重新成為溶膠，因此是一種不行逆的膠體。一般來說，比表面愈大，表面能也愈大。硅溶膠體系是表面能很大的不穩(wěn)定體系，它有自動削減表面能的趨勢，很簡潔由小粒子自發(fā)聚集成大顆粒，甚至形成凝膠。影響硅溶膠穩(wěn)定性的因素很多，如電解質、溫度、濃度、PH及粒徑等。1、硅溶膠的性質：（1） 物理性質：硅溶膠屬于膠體溶液，無臭、無毒。由于硅溶膠中的二氧化硅含有大量的水及羥基，因此硅溶膠的表達式為SiO2·n

4、H2O。硅溶膠沒有什么毒性，可以普遍的應用于有人的地方。由于硅溶膠的膠體粒子格外的小，有著相當大的表面積。另外，它沒有什么味道，不會被人輕易的發(fā)覺。膠體粒子是無色透亮的，因此不會影響掩蓋物的本色。粘度較低，水能滲透的地方都能滲透，因此，和其他物質混合時，分散性和滲透性都格外好。（2） 化學性質：當加熱到110時，硅溶膠中的自由水已經完全失去，當加熱到140220時，硅溶膠脫附物理吸附水。當溫度上升到400700時，硅溶膠中二氧化硅粒子表面硅醇間縮聚失水，即脫出化學吸附水。此時，硅溶膠中的SiO2粒子并未發(fā)生變化。在SiO2玻璃化溫度（800）時，SiO2粒子發(fā)生表面融熔粘連，機械強度發(fā)生變化。

5、在1200時，晶體開頭消滅。1200時達到SiO2的結晶化溫度。硅溶膠當中存在著很多的二氧化硅，因此，不能應用于那些能與二氧化硅反應的地方，如它能與氫氧化鈣發(fā)生反應，產生硅酸鈣，從而使產品變質。因此在存儲的時候要有所留意，不能存儲在那些能與二氧化硅發(fā)生反應的材料中。當硅溶膠水分子被蒸發(fā)后，膠體粒子能堅固的附著在物體表面，粒子間形成硅氧結合，是很好的粘合劑。由于硅溶膠具有較均勻的粒徑范圍、較大的比表面積和較豐富的表面硅醇羥基，因此表現(xiàn)出很高的化學活性。硅溶膠的膠粒之間可以相互作用發(fā)生脫水縮合成網狀，也可以與有些物體表面作用變成無機硅膜，因而在很多工業(yè)領域得到應用。2、硅溶膠的特點及性能：（1）

6、硅溶膠具有較大的吸附性：硅溶膠中很多膠粒團聚產生的很多網絡結構孔隙，在肯定的條件下能對無機物及有機物產生肯定的吸附作用。（2） 硅溶膠具有較好的粘結性：自身風干即產生肯定的粘結強度，但強度較小，如將硅溶膠加入到某種纖維或粒狀材料中，然后干燥固化即可成堅硬的膜，不僅成膜溫度較低，而且一旦成膜就不會再溶解在水中和變質，會產生較大的粘結性（一般46.7kg/cm2）。（3） 硅溶膠具有良好的耐溫性：一般可耐1600左右。（4） 硅溶膠具有較好的親水性和憎油性：可以用蒸餾水稀釋至任意濃度，而且隨稀釋度的增加，穩(wěn)定性增加，但加入有機物或多種金屬粒子中，又可產生憎水性。硅溶膠具有較強的憎油性。此外，硅溶膠

7、具有高度的分散性，較好的耐磨性和良好的透光性等。因此，可作為良好的分散劑，防腐劑，冷卻劑和特殊的光學材料等。（5） 硅溶膠在很大的PH范圍內是穩(wěn)定的，在特定的條件下，單獨能形成連續(xù)的粘附的硬薄膜（如1m）。在使用中受PH值的影響較小。（6） 硅溶膠粒子表面的硅醇羥基和吸附水可提高潤濕性，通過金屬離子取代硅溶膠中的部分硅原子，可把握硅溶膠的帶電性。（7） 硅溶膠具有優(yōu)良的反應性,并能在均相進行，通過與有機樹脂的均勻混合，可改進其機械、光學及電性能。3、硅溶膠的應用： 硅溶膠具有很多優(yōu)良的性質和特點，作為一種精細化工產品，被廣泛應用于精密鑄造、紡織、造紙、涂料、抗靜電劑和催化劑等領域。（1） 應用

8、于精密鑄造業(yè)：代替硅酸乙脂使用，無毒性；不僅可以降低成本，用于制作零件，尺寸精確度高，鑄件光滑度好，可使殼型強度大，造型比使用水玻璃質量好；用于鑄模的耐高溫涂料，可以使涂層具有較好的耐熱性，削減高溫下熔融金屬與模具的損耗，并有助于脫模。  （2） 應用于涂料行業(yè)，能夠使涂料堅固，具有耐水、耐火、耐污、耐高溫、涂膜強度大、色澤明麗、不褪色等優(yōu)點。還可以應用于耐酸、耐堿、防火涂料和遠紅外線輻射涂料。  （3） 應用于耐火材料的粘結劑：具有粘結強度高、耐高溫（15001600）等優(yōu)點。  （4） 應用于紡織業(yè)：可以用做紡織上漿助劑，削減斷頭率；在織物染色中使用，因具有粘結性，可以形成優(yōu)良的愛護液，增加染色的附著力等等。  （5） 應用于造紙業(yè)：作為感光紙的處理劑、玻璃紙的防粘劑，其他辦公紙經過處理后，可以提高打印效果，使顯色更加鮮亮。  （6） 應用于催化劑：在催化劑的生產中，在肯定的條件下，作為載體來加速催化速度，以提高生產效率。  （7） 石油方面的應用：在芳烴類生產中以硅膠