硅溶膠基礎(chǔ)知識(shí)中文

PAGEPAGE1膠體二氧化硅對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，還存有疑問(wèn)實(shí)際上，我們大多數(shù)顧客對(duì)我們的產(chǎn)品都想全部了解—－從它是什么，到它可以用在哪些方面以及怎樣根據(jù)它們具體的需求來(lái)運(yùn)用。這就是我們?yōu)槭裁聪氲骄幰槐拘?cè)子，內(nèi)容是以回答提出問(wèn)題的方式，這是一個(gè)很好的辦法。你不必去閱讀大量書籍，你只要直接去了解你需要回答的問(wèn)題。想知道二氧化硅能否和其他的化學(xué)品混合嗎？或者它會(huì)受溫度變化而影響嗎？答案都在這里。記住，如果你有問(wèn)題而下面沒(méi)有列出來(lái)的，或如果你想得到更多信息。請(qǐng)直接和離你們最近的銷售商聯(lián)系。他們知道你們的問(wèn)題可能在我們的“問(wèn)與答”小冊(cè)子的第二版中。畢竟，你問(wèn)到的問(wèn)題，可能也是其它人想問(wèn)的問(wèn)題。我們殷切期盼你的來(lái)信。此致經(jīng)理DickMontgomery膠體二氧化硅部目錄對(duì)二氧化硅的基本了解準(zhǔn)確地說(shuō)，硅石是什么?確切地說(shuō)，膠體指的是什么？膠體二氧化硅和熱解法二氧化硅，熔凝硅石及沉淀二氧化硅有怎樣的區(qū)別？硅酸鈉（水玻璃）和膠體二氧化硅的區(qū)別有那些？你們?cè)鯓由a(chǎn)你們的硅溶膠的？你們能解釋表面改性—陰離子/陽(yáng)離子/表面帶電荷？膠體二氧化硅的性能溫度變化會(huì)怎樣？這會(huì)影響膠體二氧化硅嗎？PH值的變化怎樣影響膠體二氧化硅的穩(wěn)定性？膠體二氧化硅能和其它的化學(xué)品混合嗎？１０．膠體二氧化硅系列之間有哪些區(qū)別？怎樣測(cè)量產(chǎn)品的性能１１．我怎樣準(zhǔn)確地測(cè)量比表面積？１２．我如何確認(rèn)我所使用的粒子大小正是我訂購(gòu)的？１３．有簡(jiǎn)易方法來(lái)確定溶膠是否完好嗎？對(duì)處理二氧化硅的合理化建議１４．貯存期會(huì)影響膠體二氧化硅的性能嗎？１５．從膠體二氧化硅部可得到什么樣的包裝規(guī)格？１６．膠體二氧化硅怎樣和鋼，塑料和其它材料起反應(yīng)？１７．對(duì)于膠體二氧化硅我選用什么類型的泵１８．如何清洗膠體二氧化硅？安全和環(huán)保問(wèn)題１９．膠體二氧化硅對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染嗎？２０．它對(duì)身心健康有影響嗎？應(yīng)用領(lǐng)域２１．膠體二氧化硅可具體用在哪些方面？２２．膠體二氧化硅能改性嗎？２３．在我的應(yīng)用領(lǐng)域里你能提供膠體二氧化硅的數(shù)據(jù)和信息嗎？一些特別問(wèn)題２４．Bindzil?和Nyacol?之間有哪些區(qū)別?２５．我為什么要用你們的膠體二氧化硅？聯(lián)系方式２６．我從哪里得到聯(lián)系方式？準(zhǔn)確地說(shuō)，硅石是什么？硅石是二氧化硅的另一個(gè)稱號(hào)，如ＳiO2。在自然界中以晶體形式存在，如石英（砂），它也是地殼中最豐富的元素。相反，無(wú)定型硅石是工業(yè)制造的，以多種形式存在。確切地說(shuō)，膠體指的是什么？膠體或溶膠是粒子的一種穩(wěn)定分散體。換句話說(shuō)，粒子很小以致于重力無(wú)法使之沉降下來(lái)，但卻大到無(wú)法透過(guò)能讓其它分子和離子自由通過(guò)的隔膜。粒子大小在1-100納米之間，通常在5-100納米的范圍內(nèi)。膠體二氧化硅和熱解法二氧化硅，熔凝硅石及沉淀二氧化硅有怎樣的區(qū)別？正如你所看到的，膠體二氧化硅在幾個(gè)重要方面不同于其它類型的二氧化硅。最值得注意的不同點(diǎn)是它是以液體形式存在，而不是固體形式。此外，他的表面積變化范圍很寬，它的聚集態(tài)粒子大小和原生粒子的實(shí)際大小一樣的小。類型密度，g/ml聚集態(tài)大小，um原生粒子nm表面積，m2/g外觀二氧化硅凝膠0.162-202-100100-800干燥粉末沉淀型二氧化硅0.161-520-5020-100干燥粉末熱解法二氧化硅0.04110-20100-400干燥粉末膠體二氧化硅1.15n.a5-15020-800液體表一：二氧化硅類型圖形：1.硅凝膠(硬聚集態(tài))2.沉淀二氧化硅(葡萄串狀)3.氣相二氧化硅(鏈狀)4.膠體二氧化硅(原生粒子)流程:硅酸鈉→離子交換→反應(yīng)器(加熱)→濃縮→水循環(huán)↓質(zhì)量保證塔(質(zhì)量保證)→成品存儲(chǔ)化學(xué)升級(jí)(優(yōu)化)→反應(yīng)器→改性產(chǎn)品→成品存儲(chǔ)硅酸鈉（水玻璃）和膠體二氧化硅的區(qū)別有那些？膠體二氧化硅有致密的，無(wú)定型二氧化硅粒子組成。這些粒子的結(jié)構(gòu)骨架實(shí)際上是隨意分布的[SiO4]4四面體，這種隨意分布實(shí)際上使得無(wú)定型二氧化硅不同于固定在分子結(jié)構(gòu)上的晶體二氧化硅。此外，硅酸鈉是堿性溶液。硅酸鈉的pH值通常在12-13之間，和pH在9-11的膠體二氧化硅相比，這意味著硅酸鈉主要有硅酸鹽單體，而膠體二氧化硅則是聚合物。和溶膠相似，硅酸鈉溶液通常以大約重量百分比濃度為30%SiO2出售。而二氧化硅與氧化鈉的重量比遠(yuǎn)低于3.4—而對(duì)于膠體二氧化硅來(lái)說(shuō)，這種重量比通常大于5.0最后，硅酸鈉的黏度更高，可以把它看成是糖漿，而膠體二氧化硅則和水相似。你們?cè)鯓由a(chǎn)你們的膠體二氧化硅的？我們用幾種不同的方法生產(chǎn)水性膠體二氧化硅以符合我們一貫的標(biāo)準(zhǔn)?；驹硎怯藐?yáng)離子交換使得硅酸鈉得到所希望的pH，在這種條件下發(fā)生了聚合反應(yīng)。然后溶膠穩(wěn)定下來(lái)并濃縮到所需的濃度。對(duì)于大粒徑的溶膠而言，我們希望得到小粒徑的粒子。反面的表格讓我們對(duì)工藝過(guò)程有很深的了解。你們能解釋表面改性—陰離子/陽(yáng)離子/表面帶電荷？簡(jiǎn)而言之，膠體二氧化硅的表面主要由羥基或硅羥基，-Si-O-H組成。但是，也證實(shí)有其它的官能團(tuán)的存在。這包括硅烷二醇，-Si-(OH)2，硅烷三醇，-Si-(OH)3，表面硅氧烷，-Si-O-Si-O-，以及表面束縛水分子。膠體二氧化硅的表面在pH值為堿性時(shí)是陰離子型。被如鈉或鋁等陽(yáng)離子穩(wěn)定。在陽(yáng)離子的溶膠中，聚合氯化鋁是穩(wěn)定劑。表面也會(huì)含有Al-O-，是通過(guò)膠體二氧化硅和鋁酸鈉接觸，發(fā)生同形代替，促使-Al-OH--基團(tuán)生成而形成的。這導(dǎo)致表面有很高的負(fù)電荷，pH值降到3。正因?yàn)檫@樣，鋁酸鹽改性的膠體二氧化硅關(guān)于pH值有上升的穩(wěn)定性范圍。溫度變化會(huì)怎樣？這會(huì)影響膠體二氧化硅嗎？溶膠的貯存溫度為5-35℃（40-95°FPH值的變化是怎樣影響膠體二氧化硅的穩(wěn)定性的？膠體二氧化硅的穩(wěn)定性受幾個(gè)方面的限制。然而最重要的因素是粒子的生長(zhǎng)和聚集。其次是pH，離子強(qiáng)度，二氧化硅的濃度和貯存溫度。粒子的生長(zhǎng)主要在硅溶膠中進(jìn)行，其特征粒徑小于10納米—－這歸結(jié)于所謂的Ostwaid熟成。其特征是降低了比表面積。在聚集態(tài)方面，穩(wěn)定性取決于表面電荷和表面積。在同等條件下，大粒子比小粒子更穩(wěn)定。對(duì)于非常大的粒子（直徑大于100納米），在低黏度時(shí)穩(wěn)定是個(gè)問(wèn)題。實(shí)際上聚集現(xiàn)象可通過(guò)估計(jì)黏度來(lái)監(jiān)控。凝膠越多，黏度越大。反面頁(yè)的圖表展示了在膠體二氧化硅水性體系中pH值的影響。陰離子型Si—OˉPH﹥8在鈉或銨中穩(wěn)定︱O︱Si—OH陰離子型—Si—PH4-9高表面電荷︱O︱—Al—OHˉ︱O陽(yáng)離子型PH﹤5氯化物穩(wěn)定膠體二氧化硅能和其它化學(xué)品能混合嗎？平衡表面負(fù)電荷的相反電荷即正電荷分散在粒子周圍。隨著遠(yuǎn)離粒子負(fù)電勢(shì)逐漸降低。粒子間的排斥力能在距離粒子表面的一定范圍內(nèi)存在。隨著鹽的加入，相反電荷更靠近粒子表面，這降低了排斥力之間的距離。由于增加了粒子間碰撞的可能性，導(dǎo)致溶膠穩(wěn)定性下降。因此多價(jià)陽(yáng)離子在緊縮分散層上更有效。這使得它們對(duì)于膠體二氧化硅而言是更有效的分散劑。有機(jī)溶劑乙醇，丙酮和其它極性的溶劑可以和Bindzil?和Nyacol?膠體二氧化硅混合使用。然而對(duì)添加到硅溶膠中的溶劑量有個(gè)限制—－否則將發(fā)生凝膠。增加溶劑的介電常數(shù)可以提高相容性，降低膠體二氧化硅的pH，降低二氧化硅的含量以及在某種程度上提高粒徑。乳液型樹(shù)脂和水溶性樹(shù)脂當(dāng)Bindzil?和Nyacol?膠體二氧化硅和樹(shù)脂有相同的pH值及表面電荷時(shí)，就能和乳液型樹(shù)脂和水溶性樹(shù)脂相容。然而，就乳液型樹(shù)脂而言，乳化劑應(yīng)該小心選擇，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致凝膠或分層。表面活性劑一般說(shuō)來(lái)，陰離子的Bindzil?和Nyacol?系列可以和陰離子及非離子的表面活性劑相容，而陽(yáng)離子的Bindzil?和Nyacol?系列可以和陽(yáng)離子及非離子的表面活性劑相容。在兩個(gè)系列中膠體二氧化硅可能會(huì)和表面活性劑不相容，這取決于表面活性劑的組成和雜質(zhì)。在選擇表面活性劑時(shí)這些都要考慮進(jìn)去。膠體二氧化硅系列之間有哪些區(qū)別？粒徑和pH值是膠體二氧化硅系列之間的最大區(qū)別。粒徑也可以用比表面積表示。也就是說(shuō)，比表面積越大，粒徑越小。粒徑也影響可能的最大二氧化硅含量。也就是說(shuō)，小粒徑在稀的硅溶膠中才能穩(wěn)定。純硅溶膠是陰離子型的，通常用鈉或銨穩(wěn)定到pH值在9-11之間。然而，通過(guò)鋁酸鈉改性，溶膠可以在pH值為3-4之間穩(wěn)定。陽(yáng)離子硅溶膠在pH值為4-5之間是穩(wěn)定的，而去離子的硅溶膠在pH值更低時(shí)穩(wěn)定，通常為2-3之間。１１．我怎樣準(zhǔn)確地測(cè)量比表面積？最常用的測(cè)定干燥納米級(jí)粒子比表面積的方法是BET方法，這涉及到氮吸附性。這主要是通過(guò)觀察氮一層一層地吸附在粒子表面上。在低壓，p/p0及-197°時(shí)，根據(jù)吸附的氮含量有可能推算出比表面積。因?yàn)檫@種方法需要在真空中進(jìn)行，并且也不適合硅溶膠。即使在工廠實(shí)驗(yàn)室里，這種方法也是不切合實(shí)際的。一直到1956年，Sears才首次估算出干燥的硅溶膠的比表面積。他用氫氧化鈉滴定溶膠，找到了消耗的氫氧化物（pH值從4變到9）的量和BET比表面的相關(guān)性。從那以后，大多數(shù)的溶膠生產(chǎn)廠家都用他的相關(guān)性來(lái)估算比表面積。假定一個(gè)膠體二氧化硅溶膠是密集、光滑的及粒子是單分散的，則它的比表面積是SA=6000/2.2d，2.2是單位為g/cm3的密度，d是粒子直徑，單位用納米表示。因此估算比表面積的方法也可看成是估算平均粒徑。1２．我如何確認(rèn)我所使用的粒子大小正是我訂購(gòu)的？正如前面所提到的，比表面積也可用來(lái)估算平均粒徑。這個(gè)方法的缺點(diǎn)是它是適用于單分散的溶膠體系。然而，這是一個(gè)簡(jiǎn)單易行的方法。要想更精確的估算，用透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡更合適。其它的方法有動(dòng)力光散射（DLS），凝膠滲透色譜（GPC），和聲導(dǎo)方法。１３．有簡(jiǎn)易方法來(lái)確定膠體二氧化硅是否完好嗎？黏度是檢驗(yàn)溶膠穩(wěn)定性的關(guān)鍵。一般說(shuō)來(lái)，溶膠的粘度小于5mPas，在很多時(shí)候，小于10-15mPas。當(dāng)溶膠開(kāi)始聚集時(shí)，粘度增大。Bindzil?和Nyacol?溶膠的粘度用Brookfield粘度劑測(cè)定。１４．貯存期會(huì)影響膠體二氧化硅的性能嗎？穩(wěn)定性是通常用來(lái)測(cè)定溶膠的貯存期的。確定是否穩(wěn)定，簡(jiǎn)單的方法包括測(cè)定粘度和比表面積。１５．從膠體二氧化硅部可得到什么樣的包裝規(guī)格？我們用三種可行方式把我們的溶膠產(chǎn)品送到你們手中。a)在美國(guó)是一次性使用的55加侖（208升）塑料容器b)在歐洲是一次性使用的220升塑料容器c)一次性使用的盛裝一半的容器（1m3d)大槽車１６．膠體二氧化硅怎樣和鋼，塑料和其它材料起反應(yīng)？膠體二氧化硅不會(huì)和不銹鋼或塑料材料起反應(yīng)。我們推薦你們不要用中性剛，因?yàn)殍F會(huì)使產(chǎn)品褪色。１７．對(duì)于膠體二氧化硅我選用什么類型的泵你可以選擇以下的泵：a)Piston膜式泵，最好用均衡器b)膜式泵c)軟管泵d)螺旋泵e)離心泵建議所有的泵在使用前后都用水清洗并干燥.１８．如何清洗膠體二氧化硅？清洗管道，泵或塞子最簡(jiǎn)單的方式是在剛剛使用后—并且干燥前就徹底清洗。然而對(duì)于沉積有大量積垢的槽罐和容器來(lái)說(shuō)，首先你應(yīng)該清空槽罐并用水沖洗。接著，檢查槽罐的四壁和底部是否留有固體物。這些需要用高壓管來(lái)清洗出。如果氫氧化鈉和槽罐及容器相容的話，另一種方法是就用含量為4-5%的氫氧化鈉。用攪拌器混合或在槽罐里循環(huán)流動(dòng)。這種清洗方式通常需要2-5小時(shí)。為了清洗得更徹底，把氫氧化鈉加熱到50-60℃警告：氫氧化鈉有很強(qiáng)的放熱性，最好戴面具，盔兜，橡膠鞋和護(hù)目鏡加以防護(hù)。19．膠體二氧化硅對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染嗎？既然膠體二氧化硅一直是由無(wú)定型硅石和水生產(chǎn)的，它們被列為是對(duì)環(huán)境最友好的化學(xué)工業(yè)品之一，一般沒(méi)有問(wèn)題。但是最好和州及其它相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)證實(shí)一下。20．它有何具體的健康危害嗎？我們所有的硅溶膠產(chǎn)品只含有無(wú)定型二氧化硅，它不象晶體二氧化硅，到現(xiàn)在還沒(méi)有會(huì)引發(fā)矽肺的任何記錄。然而，在使用材料前，應(yīng)該仔細(xì)閱讀每種產(chǎn)品相關(guān)的健康、安全及環(huán)保方面的數(shù)據(jù)說(shuō)明書。由于鈉和銨穩(wěn)定的溶膠都是微呈堿性的，在使用時(shí)要戴好安全護(hù)目鏡和匹配的PPE。假如不小心溶膠進(jìn)入眼睛，立刻用水沖洗。如果還感覺(jué)不適，則去看醫(yī)生。21．膠體二氧化硅可具體用在哪些方面？我們的顧客可以在許多方面用膠體二氧化硅。在反面你可以找到許多例子交聯(lián)陶瓷，催化劑，PIC，耐火材料絮凝紙張，酒和果汁耐火材料拋光、打磨半導(dǎo)體光學(xué)鏡片防滑劑紙張，織物地板蠟防結(jié)塊膜，涂層磨耗涂層消光涂層，光纖黏結(jié)改善乳膠的粘結(jié)性著色力印刷，光敏紙，織物抗沾污性織物，建筑材料強(qiáng)度和韌性水泥凝膠性電池，研磨工程22．膠體二氧化硅可以改性嗎？1.Bindzil＠和Nyacol＠溶膠可以用鈉、鉀或銨離子穩(wěn)定。2.為了在pH值較低時(shí)表面帶高的負(fù)電荷，硅溶膠可以進(jìn)行表面改性，在表面改性時(shí)，粒子表面的三價(jià)鋁原子代替部分四價(jià)硅原子，這產(chǎn)生了不受pH值影響的固定的負(fù)電荷。對(duì)于Bindzil＠和Nyacol＠溶膠系列來(lái)說(shuō)，降低pH值就減少氫氧根離子和表面硅氧烷基團(tuán)反應(yīng)的電荷數(shù)，但是卻不會(huì)受鋁代替而影響。3.陽(yáng)離子型的Bindzil＠和Nyacol＠溶膠由膠體二氧化硅組成，其中每個(gè)粒子表面均有一層氧化鋁，這使得表面電荷由負(fù)變?yōu)檎摹＿@種穩(wěn)定的相反電荷是氯化物。4.許多特殊的去離子的膠體二氧化硅系列也可以得到。其pH值在2-3之間。硅溶膠即不含陰離子也不含陽(yáng)離子穩(wěn)定劑。23．在我的應(yīng)用領(lǐng)域你提供了膠體二氧化硅的數(shù)據(jù)或信息嗎？許多不同應(yīng)用方面的技術(shù)信息參數(shù)均可獲得。我們的技術(shù)服務(wù)部很樂(lè)意為你解決特殊情況以及你的特殊的要求。請(qǐng)和你最近的銷售商聯(lián)系以獲取更多信息。在本冊(cè)子的最后一頁(yè)你可以找到電話和地址。24．Bindzil＠和Nyacol＠的區(qū)別是什么？我們用兩種不同的工藝生產(chǎn)膠體二氧化硅。Nyacol＠工藝把多個(gè)步驟變?yōu)橐粋€(gè)