산성 계열 콜로이드 실리카/실리카 졸 높은 분산성과 안정성을 지닌 나노 스케일의 실리카 입자 분산액입니다. 정밀 주조, 촉매 캐리어, 코팅, 세라믹 제품 및 제지 분야에 널리 사용됩니다. 실리카졸의 분산성은 응용 분야에서의 성능과 효과에 직접적인 영향을 미치므로 어떤 요인이 분산성에 영향을 미치는지 이해하는 것이 중요합니다.

1. 입자 크기 및 입자 크기 분포
콜로이드 실리카 입자의 입자 크기는 분산성을 결정하는 중요한 요소입니다. 일반적으로 실리카졸의 실리카 입자가 작을수록 비표면적이 크고 표면에너지가 높으므로 분산성이 좋아집니다. 작고 균일한 입자는 용액 내에서 서로 더 쉽게 분리될 수 있으며 좋은 분산 상태를 유지할 수 있습니다. 입자 크기 분포가 고르지 않으면 큰 입자가 응집되어 분산성이 감소하는 경향이 있습니다.
입자 크기에 영향을 미치는 요소는 다음과 같습니다.
제조 방법: 실리카졸은 일반적으로 졸-겔법으로 제조됩니다. 온도, pH 값, 반응 시간 등 가수분해 반응 조건을 제어하여 입자의 입자 크기를 조정할 수 있습니다.
입자안정제 : 제조과정에서 적당량의 안정제를 첨가하면 입자의 성장과 뭉침을 억제하여 균일한 입자크기를 얻을 수 있습니다.

2. pH 값
실리카졸의 분산성은 용액의 pH 값과 밀접한 관련이 있습니다. 산성 계열 실리카 졸은 낮은 pH 값에서 우수한 분산성을 나타냅니다. 용액의 pH는 실리카 입자 표면의 전하 분포에 영향을 미치며, 이는 입자 간의 정전기적 반발력에도 영향을 줍니다.
산성 조건(pH 2~4) : 실리카졸 표면이 양전하를 띠고 있어 입자간 반발력이 생기고 입자 뭉침을 방지하여 분산성이 좋습니다.
중성 또는 알칼리성 조건에서: pH 값이 증가함에 따라 입자 표면의 전하가 감소하고 정전기적 반발력이 약해지며 입자가 응집되기 쉬워져 분산성이 감소합니다. 따라서 산성 계열 실리카졸은 일반적으로 산성 환경에서 더 안정적입니다.

3. 이온 강도
이온 강도는 실리카 졸의 분산성에 영향을 미치는 또 다른 중요한 요소입니다. 용액의 이온 농도는 콜로이드 입자 표면의 전하 차폐 효과에 영향을 미칩니다. 용액 중의 이온 농도가 증가할수록 입자 표면의 전하가 부분적으로 중화되어 정전기적 반발력이 약해지고 입자가 뭉치기 쉬워져 분산성이 떨어지는 현상이 발생합니다.
낮은 이온강도: 낮은 이온강도에서는 실리카졸 입자 표면의 정전기적 반발력이 강하여 입자간 접촉이 용이하지 않으며 우수한 분산성을 유지합니다.
높은 이온 강도: 이온 강도가 높은 용액에서는 이온 차폐 효과가 강화되고 정전기 반발력이 약해지며 입자가 뭉치기 쉬워지고 분산성이 떨어집니다. 따라서 실리카졸을 적용할 경우 과도한 이온세기로 인한 분산성 저하를 방지하기 위해 용액 내 이온농도를 조절하는 것이 필요하다.

4. 온도
온도는 또한 실리카졸의 분산성에 일정한 영향을 미칩니다. 온도 변화는 실리카졸 입자의 운동 상태와 용액의 점도를 변화시켜 분산성에 영향을 미칩니다.
저온: 저온에서는 실리카졸 입자의 운동 에너지가 낮고 용액의 점도가 높으며 입자의 움직임이 느리고 분산성이 떨어집니다. 장기간 저온에서는 입자 응집 및 침전이 발생할 수 있습니다.
고온 : 고온은 입자의 운동에너지와 용액의 유동성을 증가시켜 단시간에 분산성을 향상시킬 수 있으나, 온도가 너무 높으면 콜로이드 입자가 뭉쳐져 분산성이 저하됩니다. . 따라서 적절한 온도범위를 조절하는 것은 실리카졸의 안정성과 분산성을 유지하는데 도움이 됩니다.

5. 표면 수정자
실리카졸을 준비하고 사용하는 동안 분산성을 높이기 위해 표면 개질제나 분산제를 첨가하는 경우가 많습니다. 이러한 첨가제는 입자 표면에 보호층을 형성하여 입자 간의 직접적인 접촉 및 응집을 방지할 수 있습니다.
표면 개질 : 화학적 개질 처리를 통해 실리카 입자 표면에 수산기, 카르복실기 등 특정 작용기를 도입하여 입자 간 반발력을 높여 분산성을 향상시킬 수 있습니다.
분산제: 분산제는 입자 간의 상호 작용력을 효과적으로 감소시키고 용액 내 실리카 졸의 분산성을 향상시킬 수 있으며, 특히 고농도 용액이나 복잡한 환경에서 더욱 그렇습니다. 특히 분산제의 역할이 중요합니다.

6. 집중력
실리카졸의 농도 역시 분산성에 영향을 미치는 핵심 요소입니다. 낮은 농도에서는 콜로이드 입자 사이의 상호작용이 약하고 입자 사이에 분산을 위한 충분한 공간이 있어 분산성이 좋습니다. 그러나 고농도에서는 입자 사이의 거리가 좁아지고 입자 사이의 충돌 빈도가 증가하며 응집이 쉽게 일어나 분산성이 저하됩니다. 따라서 실제 응용에서는 우수한 분산성을 보장하기 위해 특정 사용 환경에 따라 실리카졸의 농도를 제어해야 합니다.