콜로이드 실리카 - 화학 및 특성

콜로이달 실리카 에멀젼은 액체의 저점도 에멀젼입니다. 콜로이달 실리카는 여러 등급으로 제공되지만 모든 콜로이달 실리카 입자는 크기가 약 2nm에서 약 150nm 범위인 콜로이달 실리카 입자로 구성됩니다.

입자는 구형이거나 모양이 약간 불규칙할 수 있으며 개별 입자 또는 약간 구조화된 응집체로 존재할 수 있습니다. 또한 생산 공정에 따라 더 좁거나 더 넓은 범위의 입자 크기로 존재할 수 있습니다.

분산액에서 실리카의 최대 중량 비율은 평균 입자 크기에 따라 제한됩니다. 평균 직경이 작은 분산은 비표면적이 더 크고 저농도 분산으로 제한됩니다. 반대로 평균 직경이 큰 에멀젼은 전체 비표면적이 더 작고 더 높은 농도의 에멀젼을 사용할 수 있습니다.

콜로이달 실리카 에멀젼의 외관은 주로 입자 크기에 따라 달라집니다. 작은 실리콘 입자(< 10nm)의 분산은 일반적으로 투명합니다. 중간 크기 분산(10-20nm)은 더 많은 빛이 산란됨에 따라 불투명한 모양을 갖기 시작합니다. 더 큰 콜로이드 실리카 입자(>50nm)를 포함하는 분산액은 일반적으로 흰색입니다.

표준 실리카겔 분산액은 pH 8 - 10.5 범위에서 겔화 및 침전에 대해 안정적입니다. 이 실리카겔은 염기(일반적으로 나트륨, 칼륨 또는 리튬 염기)로 안정화되거나 암모니아로 안정화됩니다. 이러한 조건에서 입자는 음전하를 띤다. 분산액은 과도한 전해질 종(나트륨, 칼슘, 염화물, 리튬, 칼륨)을 추가하여 불안정해질 수 있습니다. 이러한 콜로이달 실리카 입자는 알루미노실리케이트 사이트를 형성하기 위해 실리카 입자의 표면층에 알루미늄을 통합함으로써 추가적인 음이온 전하 안정화를 달성합니다.

콜로이드 실리카의 낮은 pH 버전은 입자 표면에 양이온성 알루미나를 흡착하여 사용할 수도 있습니다. 이것은 음이온 종으로 안정화된 양이온 입자(일반적으로 염화물)를 생성합니다. 이러한 에멀젼의 pH는 4 미만에서 안정적이었습니다. 완전히 탈이온화된 분산에 의해 낮은 pH 계열을 얻을 수도 있습니다. 이 시리즈는 안정화 이온 없이 pH 3 이하에서 안정적입니다.

또한, 실란의 표면 개질에 의해 에멀젼의 안정성도 향상될 수 있다. 실라놀기는 분리된 실라놀기, 또는 심지어 실란디올기(실란디올기) 또는 프탈산기일 수 있다. 이러한 실란은 다른 화학 물질의 접목을 위한 반응 사이트를 제공할 뿐만 아니라 실록산 브리지 형성을 물리적으로 방지하여 응집체 또는 겔 구조를 형성하여 안정성을 증가시킵니다.