Sílica coloidal - Química e Propriedades

A emulsão de sílica coloidal é uma emulsão líquida de baixa viscosidade. A sílica coloidal está disponível em vários graus, mas todas as partículas de sílica coloidal consistem em partículas de sílica coloidal que variam em tamanho de cerca de 2 nm a cerca de 150 nm

As partículas podem ser esféricas ou de forma ligeiramente irregular e podem existir como partículas discretas ou agregados ligeiramente estruturados. Eles também podem existir em uma faixa mais estreita ou mais ampla de tamanhos de partícula, dependendo do processo pelo qual foram produzidos.

A proporção máxima em peso de sílica na dispersão é limitada com base no tamanho médio de partícula. As dispersões com diâmetros médios menores têm áreas de superfície específicas maiores e são limitadas a dispersões de baixa concentração. Por outro lado, uma emulsão com um diâmetro médio maior tem uma área de superfície específica geral menor e uma emulsão de concentração mais alta pode ser usada.

A aparência das emulsões de sílica coloidal depende muito do tamanho da partícula. As dispersões de pequenas partículas de silício (< 10 nm) são geralmente claras. As dispersões de tamanho médio (10-20 nm) começam a assumir uma aparência opaca à medida que mais luz é espalhada. As dispersões contendo partículas maiores de sílica coloidal (>50 nm) são geralmente de cor branca.

As dispersões padrão de gel de sílica são estáveis ​​contra gelificação e precipitação em uma faixa de pH de 8 a 10,5. Esses géis de sílica são estabilizados com uma base (geralmente uma base de sódio, potássio ou lítio) ou estabilizados com amônia. Nessas condições, as partículas são carregadas negativamente. As dispersões podem ser desestabilizadas pela adição de espécies eletrolíticas em excesso (sódio, cálcio, cloreto, lítio, potássio). Essas partículas de sílica coloidal alcançam estabilização de carga aniônica adicional incorporando alumínio na camada superficial das partículas de sílica para formar sítios de aluminossilicato.

Uma versão de baixo pH da sílica coloidal também está disponível por adsorção de alumina catiônica na superfície da partícula. Isso produz partículas catiônicas (geralmente cloreto) que são estabilizadas com uma espécie aniônica. O pH dessas emulsões era estável abaixo de 4. Séries de baixo pH também podem ser obtidas por dispersão totalmente deionizada. Estas séries são estáveis ​​abaixo de pH 3 sem a presença de íons estabilizadores.

Além disso, a estabilidade da emulsão também pode ser melhorada pela modificação da superfície do silano. Os grupos silanol podem ser grupos silanol isolados, ou mesmo grupos silanediol (grupos silanediol) ou grupos ácido ftálico. Esses silanos não apenas fornecem locais reativos para o enxerto de outros produtos químicos, mas também impedem fisicamente a formação de pontes de siloxano, levando à formação de agregados ou estruturas de gel, aumentando assim a estabilidade.