Silika Koloid - Kimia dan Sifat

Emulsi silika koloid ialah cecair, emulsi kelikatan rendah. Silika koloid boleh didapati dalam banyak gred, tetapi semua zarah silika koloid terdiri daripada zarah silika koloid bersaiz dari kira-kira 2 nm hingga kira-kira 150 nm

Zarah boleh berbentuk sfera atau tidak sekata sedikit dan boleh wujud sebagai zarah diskret atau agregat berstruktur sedikit. Ia juga mungkin wujud dalam julat saiz zarah yang lebih sempit atau lebih luas, bergantung pada proses ia dihasilkan.

Bahagian berat maksimum silika dalam serakan adalah terhad berdasarkan saiz zarah purata. Serakan dengan diameter purata yang lebih kecil mempunyai luas permukaan khusus yang lebih besar dan terhad kepada serakan kepekatan rendah. Sebaliknya, emulsi dengan diameter purata yang lebih besar mempunyai luas permukaan spesifik keseluruhan yang lebih kecil, dan emulsi kepekatan yang lebih tinggi boleh digunakan.

Penampilan emulsi silika koloid bergantung pada saiz zarah. Penyerakan zarah silikon kecil (< 10 nm) biasanya jelas. Penyerakan saiz sederhana (10-20 nm) mula kelihatan legap apabila lebih banyak cahaya tersebar. Penyerakan yang mengandungi zarah silika koloid yang lebih besar (>50 nm) biasanya berwarna putih.

Penyerakan gel silika standard adalah stabil terhadap penggelapan dan pemendakan pada julat pH 8 - 10.5. Gel silika ini distabilkan dengan bes (biasanya natrium, kalium atau bes litium) atau distabilkan dengan ammonia. Di bawah keadaan ini, zarah bercas negatif. Penyerakan boleh menjadi tidak stabil dengan menambahkan lebihan spesies elektrolit (natrium, kalsium, klorida, litium, kalium). Zarah silika koloid ini mencapai penstabilan cas anionik tambahan dengan memasukkan aluminium ke dalam lapisan permukaan zarah silika untuk membentuk tapak aluminosilikat.

Versi pH rendah silika koloid juga boleh didapati melalui penjerapan alumina kationik ke permukaan zarah. Ini menghasilkan zarah kationik (biasanya klorida) yang distabilkan dengan spesies anionik. pH emulsi ini adalah stabil di bawah 4. Siri pH rendah juga boleh diperolehi dengan penyebaran ternyahiion sepenuhnya. Siri ini stabil di bawah pH 3 tanpa kehadiran ion penstabil.

Selain itu, kestabilan emulsi juga boleh dipertingkatkan dengan pengubahsuaian permukaan silane. Kumpulan silanol mungkin kumpulan silanol terpencil, atau kumpulan silanediol (kumpulan silanediol) atau kumpulan asid phthalic. Silan ini bukan sahaja menyediakan tapak reaktif untuk cantuman bahan kimia lain, tetapi juga secara fizikal menghalang pembentukan jambatan siloksan, yang membawa kepada pembentukan agregat atau struktur gel, dengan itu meningkatkan kestabilan.