硅溶胶的应用研究
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小粒径硅溶胶的制备及粒径控制技术研究小粒径硅溶胶是一种重要的纳米材料,具有广泛的应用前景。
其制备及粒径控制技术研究已成为当前材料科学领域的热点之一。
一、小粒径硅溶胶的制备方法小粒径硅溶胶的制备方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法、气相法等。
其中,溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一。
该方法的基本步骤为:首先将硅源与溶剂混合,形成溶胶;然后通过加热、蒸发等方式使其凝胶化;最后通过煅烧等方式得到小粒径硅溶胶。
二、小粒径硅溶胶的粒径控制技术小粒径硅溶胶的粒径控制技术是制备小粒径硅溶胶的关键。
目前,常用的粒径控制技术主要有以下几种:1. 溶胶成分控制法:通过调节溶胶中硅源、催化剂、溶剂等成分的比例,可以控制小粒径硅溶胶的粒径大小。
2. 水热法:在水热条件下,通过调节反应时间、温度、pH值等参数,可以控制小粒径硅溶胶的粒径大小。
3. 微乳液法:通过调节微乳液中水相和油相的比例、表面活性剂的种类和浓度等参数,可以控制小粒径硅溶胶的粒径大小。
4. 气相法:通过调节气相反应物的流量、温度、压力等参数,可以控制小粒径硅溶胶的粒径大小。
三、小粒径硅溶胶的应用小粒径硅溶胶具有广泛的应用前景。
其主要应用领域包括:1. 催化剂载体:小粒径硅溶胶具有高比表面积和孔隙度,可以作为催化剂的载体,提高催化剂的活性和选择性。
2. 生物医药:小粒径硅溶胶可以作为药物的载体,具有良好的生物相容性和可控释放性,可以用于制备缓释药物。
3. 纳米复合材料:小粒径硅溶胶可以与其他纳米材料如碳纳米管、金属纳米颗粒等组成纳米复合材料,具有良好的力学性能和光学性能。
4. 环境污染治理:小粒径硅溶胶可以作为吸附剂,用于处理水污染和空气污染等环境问题。
总之,小粒径硅溶胶的制备及粒径控制技术研究是当前材料科学领域的热点之一。
随着技术的不断发展,小粒径硅溶胶的应用前景将会更加广阔。
什么是硅溶胶,其耐温性和化学性有什么特点?硅溶胶是一种无机氧化物,也称为二氧化硅(SiO2)胶,它是由透明玻璃状颗粒组成的无色或微黄色隔热材料。
硅溶胶具有许多优异的物理、化学性能,在各个领域都有广泛的应用,尤其是在高端产品上。
硅溶胶的耐温性硅溶胶的耐温性非常优异,可承受高温长期作用而不膨胀或变形,而且在不同温度下都具有稳定的化学性能。
硅溶胶能够在高温条件下保持其物理和化学性质的原因是因为其晶体结构比较稳定,并且其组成中的硅氧键也很稳定,不易受到高温的影响。
硅溶胶的耐温性是其应用于高温环境的主要优势。
很多行业需要使用耐高温材料,比如航空航天、石油化工、冶金等行业,硅溶胶由于其稳定的化学性质和良好的耐温性受到了广泛的应用。
硅溶胶在这些行业中被用作隔热材料,高温密封材料,制作高温玻璃等方面。
硅溶胶的化学性特点硅溶胶具有很好的化学稳定性,这使得它在大多数化学场合下使用都很安全,不容易被化学品腐蚀或损坏。
硅溶胶在常温情况下对水等一般介质的化学稳定性非常好,不会被水分解或腐蚀。
硅溶胶的化学稳定性除了使其在大多数领域都能够得到应用,还可以用于吸附物质分离和过滤等方面。
硅溶胶的高表面积和多孔性使其在吸附各种气体、液体和溶解物质方面都有较好的效果。
硅溶胶可以去除空气中的污染和异味,保护环境和人体健康。
硅溶胶还广泛应用于制备高纯度化学品、医药生产、食品加工和环保等方面。
总结硅溶胶是一种耐高温、化学性稳定的无机化合物,其表面积和多孔性使其在吸附和分离物质方面具有很好的效果。
硅溶胶在航空航天、石油化工、冶金等行业中得到了广泛的应用,同时也被应用于制备高纯度化学品、医药生产、食品加工和环保等方面。
耐火材料硅溶胶
硅溶胶是一种由三氧化二硅(SiO2)分散在溶剂中形成的胶
状物质。
它具有良好的耐火性能,并且在高温条件下能够保持稳定的化学和物理性质。
硅溶胶通过化学或物理方法制备而成。
其中最常用的方法是通过将硅酸盐材料与碱性溶液反应,形成硅酸胶,然后通过烘干或冷冻干燥的方式制得硅溶胶。
此外,还可以通过溶胶-凝胶法、溶胶-氨解胶法或乳化法等方法制备硅溶胶。
硅溶胶具有以下优点:
1. 耐火性能好:硅溶胶能够承受高温,具有良好的耐火性能,可用于各种需要耐高温材料的场合。
2. 良好的化学稳定性:硅溶胶在高温条件下不易发生化学反应,具有较高的化学稳定性。
3. 极小的比表面积:硅溶胶具有极小的比表面积,能够提供更多的活性表面,有助于与其他材料进行更好的结合。
4. 良好的孔隙性能:硅溶胶具有较高的孔隙率和孔隙分布,有助于储存和传导热量。
硅溶胶在耐火材料领域具有广泛的应用,常见的应用包括:
1. 火炉内衬:硅溶胶可以制备成块状或涂覆在火炉内衬上,用于提高火炉的耐高温性能。
2. 隔热材料:硅溶胶可以制备成隔热材料,用于保护和隔离高温设备或构件。
3. 火焰喷涂:硅溶胶可以与其他耐火材料混合使用,用于火焰喷涂,提高材料的耐火性能。
4. 硅胶陶瓷:硅溶胶可以用于制备硅胶陶瓷材料,具有较高的耐火性能和热稳定性。
总之,硅溶胶是一种优良的耐火材料,具有广泛的应用前景,并且在高温条件下能够保持优异的性能。
硅溶胶面层配置完后粘度下降的原因简介硅溶胶是一种常用的材料,广泛应用于涂层、粘合剂、填料等领域。
在使用硅溶胶进行面层配置时,会发现一些情况下,配置完成后的面层粘度会出现下降的现象。
本文将探讨可能导致硅溶胶面层配置完后粘度下降的原因,并对具体原因进行分析和解释。
硅溶胶硅溶胶是一种由硅酸盐溶液经过凝胶化处理得到的凝胶体。
硅溶胶具有优异的化学稳定性、高温稳定性和机械强度,因此被广泛应用于各种领域。
硅溶胶的制备过程一般包括溶液制备、凝胶形成和干燥三个主要步骤。
在溶液制备阶段,硅酸盐与酸性溶液反应生成硅酸胶;在凝胶形成阶段,硅酸胶发生凝胶化反应,形成硅溶胶凝胶;在干燥阶段,将硅溶胶凝胶进行干燥,得到硅溶胶。
粘度下降的原因硅溶胶面层配置完后的粘度下降可能是由以下几个原因导致的:1. 溶剂含量变化在溶胶制备过程中,通常会使用溶剂作为稀释剂。
如果在配置过程中,溶剂含量发生变化,就会导致硅溶胶的稀释度发生变化,进而导致粘度的下降。
2. 反应难度硅溶胶的制备过程中,包括了多个反应步骤,如硅酸盐与酸性溶液的反应、硅酸胶凝胶化反应等。
如果反应过程中存在难度,如反应物的质量比例不当、反应条件不合适等,就容易导致硅溶胶的凝胶化程度不足,从而使得面层粘度下降。
3. 温度变化温度对硅溶胶的凝胶化反应起着重要的影响。
如果硅溶胶的凝胶化温度过高或过低,都会影响凝胶化程度,进而影响面层的粘度。
此外,温度的变化还会引起溶剂的蒸发速度的变化,进而影响溶剂含量,从而影响粘度。
4. 附加剂的添加硅溶胶制备过程中,常常需要添加一些附加剂,如表面活性剂、改性剂等。
如果附加剂的添加量不正确或添加方式不当,就会影响硅溶胶的结构和粘度。
5. 干燥方法硅溶胶在制备过程中需要进行干燥,常用的干燥方法包括自然干燥、气相干燥、真空干燥等。
不同的干燥方法对硅溶胶的结构和粘度会产生不同的影响。
如果干燥过程中存在问题,如干燥时间不足、干燥温度过高等,就会导致硅溶胶的结构和粘度发生改变。
硅溶胶粘结剂原理- 什么是硅溶胶粘结剂硅溶胶粘结剂是一种常见的粘结材料,其主要成分为硅酸盐和硅酸酯。
它具有优异的粘结性能和化学稳定性,在工业生产中得到了广泛应用。
- 硅溶胶粘结剂的原理硅溶胶粘结剂的粘结原理主要包括以下几个方面:1. 分子结构硅溶胶粘结剂的分子结构中含有许多羟基(OH)和甲基(CH3)官能团,这些官能团使得硅溶胶粘结剂具有良好的粘结性能。
羟基具有较强的亲和力,能够有效地吸附在被粘结材料的表面,而甲基则能够提高硅溶胶粘结剂的流动性和可塑性。
2. 化学反应硅溶胶粘结剂在固化过程中,其分子中的羟基和甲基官能团会发生化学反应,形成三维网络结构。
这种网络结构能够牢固地固定粘结材料,并且具有较强的耐热性和耐化学腐蚀性。
3. 硅氧烷键硅溶胶粘结剂中的硅氧烷键是其固化过程中的关键结构之一。
硅氧烷键能够在固化过程中形成交联结构,增强硅溶胶粘结剂的机械性能和耐磨性。
- 硅溶胶粘结剂的应用领域硅溶胶粘结剂由于其优异的粘结性能和化学稳定性,在工业生产中得到了广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 陶瓷制品硅溶胶粘结剂在陶瓷制品的生产中被用作胶合剂和密封剂,能够有效地提高陶瓷制品的强度和密封性能。
2. 金属制品硅溶胶粘结剂在金属制品的生产中被用作粘接剂和防腐剂,能够有效地提高金属制品的耐蚀性和耐磨性。
3. 玻璃制品硅溶胶粘结剂在玻璃制品的生产中被用作胶合剂和密封剂,能够有效地提高玻璃制品的透明性和耐候性。
- 硅溶胶粘结剂的发展趋势随着科学技术的不断发展,硅溶胶粘结剂也在不断地进行改进和创新,主要体现在以下几个方面:1. 环保性未来硅溶胶粘结剂将更加注重环保性能,减少对环境的污染,开发出更多的生物可降解材料。
2. 功能性未来硅溶胶粘结剂将更加注重功能性能,开发出更多具有特定功能的硅溶胶粘结剂,如耐高温、耐腐蚀、导电等特性。
3. 应用领域未来硅溶胶粘结剂将拓展更多的应用领域,例如在电子、医药、航空等领域中的应用将得到进一步加强。
偏铝酸钙硅溶胶偏铝酸钙与硅溶胶是两种在化学和工业领域中具有重要应用的无机化合物。
它们各自具有独特的性质和应用领域,同时在某些特定条件下也能够相互作用。
下面将分别对偏铝酸钙和硅溶胶进行详细的说明,并探讨它们之间的关系。
一、偏铝酸钙1.基本性质偏铝酸钙,化学式通常为Ca(AlO2)2,是一种白色至淡黄色的粉末状固体。
它在水中的溶解度较低,但在强酸或强碱条件下可以发生溶解。
偏铝酸钙具有良好的热稳定性和化学稳定性,在高温下不会发生分解或变质。
2.制备方法偏铝酸钙的制备通常通过氧化铝或氢氧化铝与钙的化合物(如氧化钙、氢氧化钙)在高温下进行反应得到。
这一反应过程需要在控制良好的条件下进行,以确保产物的纯度和收率。
3.应用领域偏铝酸钙在多个领域都有着广泛的应用。
它可以作为陶瓷和玻璃工业中的原料,用于调节材料的性能。
在水泥工业中,偏铝酸钙可以作为矿化剂,提高水泥的强度和耐久性。
此外,它还可以用于制备耐火材料、磨料、涂料等。
二、硅溶胶1.基本性质硅溶胶,又称为硅酸水溶胶,是一种由纳米级二氧化硅粒子分散在水中形成的胶体溶液。
硅溶胶通常呈透明或半透明状,具有良好的稳定性和分散性。
它的粒子大小一般在10-100纳米之间,具有大的比表面积和高的活性。
2.制备方法硅溶胶的制备通常通过化学方法实现,包括酸化法、离子交换法、水解法等。
这些方法的基本原理都是通过控制反应条件,使硅酸或硅酸盐在水溶液中水解、缩聚,形成纳米级的二氧化硅粒子,并稳定地分散在水中。
3.应用领域硅溶胶因其独特的性质在多个领域都有着广泛的应用。
它可以用作催化剂载体,提高催化剂的分散性和活性。
在涂料工业中,硅溶胶可以作为增稠剂、流平剂等,改善涂料的性能。
此外,硅溶胶还可以用于制备陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等材料的增强剂或填充剂。
三、偏铝酸钙与硅溶胶的相互作用偏铝酸钙与硅溶胶在特定条件下可以发生相互作用。
例如,在碱性环境下,硅溶胶中的二氧化硅粒子可以与偏铝酸钙中的钙离子发生反应,形成硅酸盐或硅铝酸盐等化合物。
硅溶胶成膜助剂硅溶胶成膜助剂:让涂层更坚固,更持久!一、硅溶胶成膜助剂的定义1.好的涂层就像衣服一样,能给物品增加保护,延长它们的寿命。
但是,涂层的质量可不是随便就能做到的。
硅溶胶成膜助剂就是那个让涂层“稳稳当当”不容易脱落的小帮手。
它像是涂料里的一个神秘成分,虽然看不见摸不着,但却能让涂层的质量提升好几个档次!简单来说,硅溶胶成膜助剂能帮助涂层形成一个牢固的保护膜,让涂料的附着力更强、耐久性更好。
2.你知道,有些涂层容易掉,像是墙面油漆没过多久就开始脱落,或者汽车漆面受到了刮擦,就露出了底色。
这时候,硅溶胶成膜助剂就显得特别重要了。
它通过特殊的化学反应,帮涂料形成了一个坚固的保护层,防止刮擦、摩擦,还能抗氧化,抵御紫外线的侵害。
简直是给物品穿上一层“铠甲”!3.要知道,这个硅溶胶成膜助剂并不是一开始就能让涂层变得坚不可摧的,它还需要跟其他涂料成分好好配合,才能发挥最大的作用。
就像是一个好厨师,需要找到最合适的配料,才能做出一道美味的菜肴。
二、硅溶胶成膜助剂的工作原理1.有些人可能会好奇,硅溶胶成膜助剂是怎么做到让涂层这么强大的?它的原理并不复杂,关键在于它能够增强涂料的相容性和附着力。
这个助剂会在涂层形成的过程中,帮助涂料分子和底材紧密结合,形成一个坚固的粘附层。
这样,涂料就不容易脱落了,表面看起来也更光滑,像涂了一层透明的保护膜一样。
2.此外,硅溶胶成膜助剂还有一个“超级技能”,就是它的耐高温和抗化学腐蚀的能力。
无论是遭遇烈日暴晒,还是接触一些腐蚀性较强的化学物质,它都能有效抵挡这些外界的侵害,让涂层依旧保持完好无损。
举个例子,你在外面用喷漆给汽车喷了一层涂层,这个硅溶胶成膜助剂就能保证即使车子停在烈日下,涂层也不会因为高温而开裂、褪色。
3.简单来说,硅溶胶成膜助剂就像是涂料的“护身符”,为涂层提供了更多的保护,能让涂层变得更加持久,更加抗打击。
无论是高温、低温,还是其他的恶劣环境,它都能让涂层坚强地“挺”过去。
硅溶胶结构与性能硅溶胶是指由SiO2组成的胶体溶液,其主要成分是硅酸盐。
它是一种非晶态固体材料,因其具有优良的热稳定性、化学稳定性和介电性能,被广泛应用于催化、高温胶凝材料、电子器件等领域。
硅溶胶具有多种形态,根据其粒径大小可以分为胶体溶液、凝胶和干胶等状态。
硅溶胶的结构是非晶态的,其中含有大量的孔隙结构。
这些孔隙可以是微孔、介孔或大孔,其大小和分布会直接影响硅溶胶的性能。
在溶胶中,硅酸根离子会形成网络结构,而溶剂中的阳离子如NH4+或Na+则被吸附在溶胶表面。
这种网络结构可以形成孔道和孔壁,孔隙结构可以通过调控制备工艺和溶胶配比来控制。
例如,可以通过水解反应的酸碱配比来调节孔隙大小,硅溶胶中的酸碱性质会影响硅酸盐聚合反应的速率和程度,从而影响孔隙结构。
硅溶胶的性能主要包括热稳定性、机械性能、导电性能和吸附性能。
热稳定性是硅溶胶的重要性能之一,其熔点高达1713℃,因此可以在高温环境下稳定存在。
此外,硅溶胶具有低热膨胀系数,热稳定性使其成为高温胶凝材料的理想选择。
硅溶胶的机械性能主要取决于其孔隙结构和孔壁厚度。
孔隙结构可以增加硅溶胶的表面积,增强硅溶胶的机械强度。
同时,硅溶胶还具有较好的弹性模量和韧性,可以在一定程度上抗击压缩和变形。
硅溶胶的导电性能主要取决于其骨架结构和孔隙结构。
硅溶胶可以具有导电性,这是由于其含有的掺杂物或被掺杂的导电材料。
此外,硅溶胶的孔隙结构有利于电荷的传递和扩散,也有利于电子的输运。
因此,硅溶胶可以用于制备电子器件和催化剂。
硅溶胶还具有良好的吸附性能,可以吸附气体和溶液中的有机物,因而在环境治理和催化反应中有广泛应用。
硅溶胶的孔隙结构能够提供大的比表面积,增加硅溶胶与被吸附物接触的面积,从而提高吸附效率。
总之,硅溶胶由于其特殊的结构和性能,在多个领域具有广泛应用潜力。
通过调节硅溶胶的配比和制备工艺,可以获得不同孔隙结构和性能的硅溶胶材料,满足不同领域的需求。
硅溶胶来源:世界化工网硅溶胶又称硅酸水溶液,是水化的二氧化硅的威力分散于水中的胶体溶液,是一个热力学不稳定体系。
其胶粒一般在1~100nm范围内,工业上用得最多的是粒径为10~20nm,并加有少量稳定剂的水溶液。
硅溶胶的体系甚为复杂,形成机理尚未完全弄清。
有实用意义的硅溶胶浓度一般是SiO2浓度(W%)≥10%,商品硅溶胶一般是30%~40%。
所以这里所指的硅溶胶即是指SiO2浓度(W%)≥10%的高浓度硅溶胶。
从硅溶胶所表现出的PH值不同,硅溶胶又分为碱性硅溶胶和酸性硅溶胶,他们都是重要的而精细化工产品,具有不同的重要用途:如碱性硅溶胶在静谧铸造,外墙涂料等领域应用;酸性硅溶胶在彩色显像管,胶体铅酸蓄电池,及从国内引进的经典植绒技术上应用等。
我国生产硅溶胶开始于50年代,在过去的30多年中,世界发达国家硅溶胶的生产已有了长足的进步,现已能制得系列硅溶胶产品,最高浓度(SiO2)达60%。
我国的情况虽也有了较大进步,但在研制和生产中,不论品种,数量和质量,还处于落后状态,应用开发更需要加倍努力。
1.硅溶胶的性质硅溶胶具有许多优良的特性,例如具有较大的比表面积,较高的吸附性与粘结性,高温下的耐热性和绝缘性以及催化活性等。
从而使它成为日益隐忍注目的精细化工产品,有着广阔的应用前景。
(1)粒子性硅酸在水溶液中的最主要特性是自聚合作用,即单硅酸→低聚硅酸→高聚硅酸,当pH值=7~10,无盐存在时,它可以聚合成为硅溶胶;在pH值<7或pH值=7~10,有盐存在时,它可以凝结成为硅凝胶。
如图7-4所示。
在通常制备硅溶胶的条件下,如由里子交换法制得的稀硅酸溶液,胶乳了足够的碱,将其pH值调到9~10,可得到球形的聚硅酸胶粒。
其反应式为:用高倍显微镜观察,一般可以看到硅溶胶中均匀分散的粒径≥5nm的胶粒。
这些胶粒能够在较长时间内(一般一年以上)不沉淀,不凝聚,几乎始终白痴溶胶状态。
(2)胶粒的电性与溶胶的稳定性硅溶胶是含大量的水化SiO2粒子的分散体系,它的最爱特征是具有巨大的表面自由能。
1 硅溶胶概述1.1硅溶胶定义及介绍1.1.1硅溶胶简介中文名称:硅溶胶;英文名称:silica sol ;分子式:mSiO2·nH2O。
硅溶胶是二氧化硅的胶体微粒分散于水中的胶体溶液,又名硅酸溶胶,或二氧化硅水溶胶。
外观多呈乳白色或淡青透明的溶液状。
多呈稳定的碱性,少数呈酸性。
硅溶胶中SiO2的浓度一般为10%~35%,浓度高时可达50%。
硅溶胶粒子比表面积为50~400 m2/g,粒径范围一般在5~100nm,即处于纳米尺度,与一般粒径为0.1~10μm的乳液相比,其颗粒要小得多。
硅溶胶的胶团结构用以下化学式表示(1)物理性质:硅溶胶属胶体溶液,无臭、无毒。
因为在硅溶胶当中的二氧化硅含有大量的水及羟基,因此硅溶胶的表达式为SiO2.nH2O。
硅溶胶没有什么毒性,可以普遍的应用于有人的地方。
因为硅溶胶的胶体粒子非常的小,有着相当大的表面积。
另外,它没有什么味道,不会被人轻易的发现。
胶体粒子的是无色透明的,因此不会影响覆盖物的本色。
粘度较低,水能渗透的地方都能渗透,因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好。
(2)化学性质:硅溶胶当中存在着许多的二氧化硅,因此,不能应用于那些能与二氧化硅反应的地方,如它能与氢氧化钙发生反应,生产硅酸钙,从而使产品变质了。
因此在存储的时候要有所注意,不能存储在那些能与二氧化硅反应的材料中。
当硅溶胶水分子被蒸发后,胶体粒子能牢固地附着在物体表面,粒子间形成硅氧结合,是很好的粘合剂。
国际上从四十年代开始生产工业用硅溶胶,我国从1958开始硅溶胶的生产与应用。
但长期以来,产品品种、质量、数量、用途同发达国家相比都有很大差距。
90年代始,这种情况已有了大幅度改观,特别是硅溶胶应用领域的不断拓宽,带动了整个硅溶胶工业的发展。
1.1.2硅溶胶性能(1)硅溶胶具有较大的吸附性:硅溶胶中无数胶团聚产生的无数网络结构孔隙,在一定的条件下能对无机物及有机物具有一定的吸附作用。
新型铸造工艺面层硅溶胶与加固层水玻璃的结合与特性摘要:该文探讨了新型铸造工艺中面层硅溶胶与加固层水玻璃的结合及其特性。
通过分析硅溶胶和水玻璃的化学和结构特性,阐述了它们在新型铸造工艺中的应用和作用。
进一步探讨了硅溶胶与水玻璃的结合机制,以及结合后的化学与物理特性。
最后,分析了这种结合对新型铸造工艺的影响,为铸造工艺的优化和铸件质量的提高提供了有益的参考。
关键词:新型铸造工艺;面层硅溶胶;加固层水玻璃引言:新型铸造工艺作为现代制造业的重要组成部分,不断地对传统铸造技术进行优化和改进,以期达到更高的生产效率和铸件质量。
在这个背景下,模具表面处理技术应运而生,其中面层硅溶胶与加固层水玻璃的结合成为了研究的重要课题。
通过对硅溶胶和水玻璃的特性及其在新型铸造工艺中的应用进行深入探讨,为进一步优化铸造工艺,提高铸件质量提供了理论基础。
一、面层硅溶胶的特性与应用新型铸造工艺中的面层硅溶胶具有独特的化学性质和结构特性,为铸造领域带来了一系列的应用可能。
硅溶胶由硅酸酯溶液通过溶胶-凝胶过程制得,该过程包括溶胶的形成和凝胶的硬化两个阶段。
在溶胶阶段,硅溶胶以液态存在,具有很好的流动性和润湿性,能够充分浸润模具表面。
在凝胶阶段,硅溶胶逐渐硬化,形成三维交联网络结构,从而得到固态的硅凝胶层。
这种独特的结构使得硅溶胶层具有良好的热稳定性和化学稳定性,能够抵抗高温和化学腐蚀。
硅溶胶在新型铸造工艺中主要应用于模具表面的涂覆,以形成保护层。
其独特的化学和物理特性使其成为优秀的表面处理材料。
通过在模具表面形成硅溶胶层,可以显著提高模具的耐磨性、耐腐蚀性和抗热震性。
同时,硅溶胶层的低热传导性能也有助于减少铸件在冷却过程中的热应力,从而改善铸件的表面质量和减少缺陷的产生。
此外,硅溶胶还能通过改善模具表面的润湿性,促进金属液在填充过程中的流动,有助于获得精密铸件。
由于这些优势,硅溶胶在新型铸造工艺中的应用得到了广泛的关注和研究,为铸造产业的发展提供了新的技术支持。
第23卷总第46期2002年12月西北民族学院学报(自然科学版)JournalofNorthwestMinoritiesUniversity(Natural
Science)
V01.23.No.4Dec.,2002
硅溶胶的应用研究乌兰(西北民族学院化学系,甘肃兰州730030)
[摘要]硅溶胶是二氧化硅胶体粒子在水中均匀扩散形成的胶体溶液,是一种用途广泛的新型化工原料.随着制造技术的进步和对胶体二氧化硅粒子表面性质的深入研究,硅溶胶在科研及各工业领域的应用范围日益扩大.[关键词]硅溶胶;应用;进展[中图分类号]0613.7[文献标识码]A[文章编号]1009—2102(2002)04—0019—02矿驴矿护、护_。护扩矿扩矿矿驴矿扩扩驴扩扩_8驴矿扩矿矿矿扩驴扩矿矿扩q。妒扩扩扩矿护矿矿矿q尹
硅溶胶是二氧化硅胶体粒子在水中均匀扩散形成的胶体溶液,是一种用途广泛的新型化工原料.自英国人首先应用于工业方面以来,随着其制造技术的进步和对胶体二氧化硅粒子表面性质的深入研究,硅溶胶在科研及各工业领域的应用范围目益扩大.特别是近几年来无机高分子建筑涂料的兴起,更为硅溶胶的大量应用开辟了广阔的市场.
1硅溶胶的特点硅溶胶在科研及各工业领域的广泛应用与它的特点有着密切关系.从硅溶胶的性质出发可发现以下特点:[1|1)无需固化剂,自身可牢固地附着在固体表面并形成坚固的膜,同时成膜温度很低.2)附着在固体表面的二氧化硅粒子可增大摩擦系数.3)通过干燥或烧结可形成固态凝胶,因而具有一定的耐久性.4)既可形成具有表面积大及均匀细孑L的凝胶,又可均匀分散粉料,增加悬浮体的稳定性.5>通过SiOH基和吸附水可提高润湿性和防止带电的性能.6)可浸入充填到多空性物质中,使表面平滑.7)通过均匀混合微粒,可使有机树脂进行机械、光学及电性能方面的改性增强.8)溶胶系液状能进行均相反应.以硅溶胶代替二氧化硅作原料进行反应,可提高反应速度.
2硅溶胶的应用由于硅溶胶的上述特点,硅溶胶已被广泛应用于精密铸造、纺织、造纸、材料、涂料、抗静电剂、催化剂等方面.2.1铸造业【21陶瓷薄壳型(熔模)精密铸造法,就是由于使用了硅溶胶才蓬勃发展起来的.用硅溶胶代替硅酸酯可降低成本,改善操作条件.用小粒子直径硅溶胶制造的薄壳强度大、光洁度好,可大大提高铸件质量和尺寸的精密度.在作为C02型涂模剂中添加硅溶胶,可提高展性,增加砂型强度.2.2纺织工业…硅溶胶用于纺织工业后,显示了难得的经济效果.硅溶胶与油剂并用,对羊毛进行喷雾或浸渍处理,改善了羊毛的可纺性,减少了断头,防止了飞花,提高了成品率.如果在经纱上浆中使用硅溶胶,则
[收稿日期]2002—10—30[作者简介]乌兰(1973一)。女(蒙古族),内蒙古兴安盟人,讲师,从事高分子产品的合成及应用研究.一19—
万方数据可使浆料分散良好,提高浆料附着力,易于落浆还可缩短干燥时间,减少湿度变化的影响及钢筘磨损,特别对减少断头有显著作用.织物纤维的精加工中常需要进行树脂处理,目的使纤维制品能防皱,更具风采,且耐洗涤和磨损;倘若把硅溶胶并用于树脂处理中,则可防止合成纤维的滑移,使制品更加挺括,增强耐洗涤和磨损的能力.合成纤维登山绳轻巧便利,但易于伸长,又易滑动,若使用硅溶胶,可增加单纤维间的摩擦,提高强度,减少伸长.在单纤维摩擦系数低的合成纤维中,若用硅溶胶改质则可大大增加回弹性和体积膨大的感觉.硅溶胶还可消除合成纤维特有的光泽,既不会降低强度,又能够防止脱毛.尼龙渔网的结点粘接剂常用变性松香或各种树脂,但多发生网眼强度和长时间后变色的问题.如果在硅酸钠稀溶液中加入乙醇、硫酸钠、硫酸,使溶液的二氧化硅含量为9.3%、乙醇含量为51.8%、硫酸钠为0.26%、pH为3.2,将此液用砂床过滤以除去大颗粒,再先后用阳、阴离子交换树脂处理,得到含盐0.041%(有钠离子及硫酸根离子组成)的醇基硅溶胶,然后在蒸馏釜内置氧化钠与二氧化硅的克分子比为1:3.25.pH为10.g的硅酸钠溶液,加热至95℃,将上述醇基硅溶胶在搅拌情况下加入釜内,同时在常压下升温到100℃。蒸出适量水分,得到含二氧化硅50%的硅溶胶则可克服以上缺点.2.3造纸工业【4J硅溶胶也可广泛地使用于造纸工业中.涂布重氮型感光液的照相纸,如果以硅溶胶为主
成份进行前处理,或者将硅溶胶与感光液混合使用,则可使纸面平滑,影象鲜明,增大其暴光范围.另外,把粉碎过的金属硅粉直接与加热到一定温度的硅酸钠或硅酸钾反应制备出的高浓度、低粘度硅溶胶施于包装水泥的牛皮纸或纸板的表面,可以防止其堆集时的滑落,并可改善纸品的耐湿性和强度.玻璃纸的缺点之一是温度升高时发粘,如果用硅溶胶和甘油、单硬脂酸等组成的蜡状物质处理,则可克服这个缺点.2.4材料工业在材料工业中,硅溶胶作为新材料以其卓越的耐火、耐酸性而引人注目.将硫酸与含24%的二氧化硅的硅酸反应制得的硅溶胶处理陶瓷耐酸容器后,其不会被浸漏,且可增加承受压力.硅溶胶还可作为耐酸水泥和各种绝热保温材料的粘接剂.而若将其与耐火材料粉末混合涂布钢锭模、铁模等耐热、耐腐蚀容器的表面,则可大大减少模具的损耗,并使其脱模良好.2.5建筑工业硅溶胶用于外墙建筑涂料,可与有机乳液充分混合,更加发挥有机、无机混合型涂料的优点.在涂料中加入硅溶胶,可形成耐污染和防尘性强的皮膜,有利于被涂物的保护,这是因为胶体二氧化硅有防止带电的性能.利用这个特点:现已将硅溶胶实际应用于文物古迹的保护整修工作中.另外在地板蜡中混合适当比例的硅溶胶,既不损伤地板蜡的一些基本性质,又能使地板不至太滑.此外,在电子工业方面,硅溶胶以其优良的分散粉料和粘接性能也被广泛使用,如黑白显像管、彩色显像管的制造都离不开它.
3结论由于硅溶胶具有较好的耐久性、耐污染性和成膜温度低及无需固化剂等特点,在国外被广泛应用于耐火材料、粘结剂、吸附剂、分散剂、催化剂载体等方面.但目前我国从事硅溶胶生产的厂家不足十家且产品单一、产量少,与国外同类生产厂家相比,存在较大差距.导致这种差距的原因有许多,但笔者认为关键是以下两个方面造成的:一方面是控制何种条件使硅溶胶的储存期达到较长时间,使其稳定性增高;另一方面是硅溶胶中还含有微营养元素,常常给藻类、细菌,及其它微生物提供了生长环境.藻类的生长影响了硅溶胶的质量,给生产和应用带来了十分不利的因素.而国内对藻类在硅溶胶中的生长规律和灭藻剂的选择研究还非常有限【5。.因此,无论从当前或长远看,要想拓展硅溶胶产品在实际工业领域或生活领域中的应用,还应在基础理论和实验的深入研究等方面多下功夫.参考文献:[1]彭弟基等.硅溶胶的制备和应用[J].无机盐工业,1982,(5):39—41.[2]张德林.硅溶胶制壳工艺的试验研究[J].四川无机科技,1982,(2):44—47.[3]美国专利[P].3029151;3113112.[4]中国专利[P].86100503.[5]杨宇翔.硅溶胶中藻类的生长与灭藻剂选择的研究[J].南京大学学报,1989,(3).一20—
万方数据硅溶胶的应用研究作者:乌兰, WU Lan作者单位:西北民族学院,化学系,甘肃,兰州,730030刊名:西北民族学院学报(自然科学版)
英文刊名:JOURNAL OF NORTHWEST MINORITIES UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE)年,卷(期):2002,23(4)被引用次数:12次
1.彭弟基 硅溶胶的制备和应用 1982(05)2.张德林 硅溶胶制壳工艺的试验研究 1982(02)3.查看详情4.查看详情5.饧宇翔 硅溶胶中藻类的生长与灭藻剂选择的研究 1989
1.学位论文 马金霞 改性微粒硅溶胶的研制及应用机理研究 2004 首次在中国研究开发了适合于造纸使用的铝改性微粒硅溶胶与硼改性微粒硅溶胶,其助留助滤效果优于进口硅溶胶NP882,其中硼改性微粒硅溶胶的助留助滤效果优于铝改性微粒硅溶胶.改性前硅溶胶的最佳制备条件为:用碱量8%,熟化温度T<,12>,熟化时间90min.铝盐改性的最佳条件为:改性程度A<,3>,改性温度为T<,24>,反应时间为1小时左右.硼改性最佳B/Si摩尔比在0.08-0.1之间.选用超滤浓缩硼改性硅溶胶,其最佳条件为:室温下、截留分子量为1万的膜、操作压力为3.5kPa,硼改性硅溶胶浓度可浓缩到15%-16%左右.用阴离子及非离子的表面活性剂提高高浓度硅溶胶的稳定性,其中0.01%用量的DBS分散效果最佳,对硅溶胶的性能几乎没有影响,有利于实现产品商品化.系统研究了阳离子聚合物/改性硅溶胶微粒体系的特征应用工艺及其电化学性能,发现阳离子淀粉/改性硅溶胶微粒助留体系的抗剪切能力比阳离子淀粉一元助留体系的强,其中阳离子淀粉/硼改性硅溶胶微粒体系抗剪切能力比阳离子淀粉/铝改性硅溶胶微粒体系的强.改性硅溶胶微粒体系适用于废纸浆和草浆等细小组分含量高的浆料,对木浆和废纸浆的助留助滤效果的影响中,阳离子淀粉+CPAM/改性硅溶胶助留助滤体系助留助滤效果比阳离子淀粉/改性硅溶胶助留助滤体系和CPAM/改性硅溶胶助留助滤体系好;对草浆助留助滤效果的影响中,阳离子淀粉/改性硅溶胶微粒体系有良好的助留助滤效果.其中硼改性微粒硅溶胶的助留助滤效果优于铝改性微粒硅溶胶.阳离子淀粉/改性硅溶胶微粒助留助滤体系在pH值4-8时较为适用,在松香施胶体系中硫酸铝用量≤3%(较低)时也可适用;其体系抗电解质干扰能力强,白水中电解质含量低于100mM时,其体系可以采用封闭循环用水,减少水资源污染和浪费.用IR谱、<'29>Si-NMR、<'11>B-NMR和<'27>Al-NMR谱以及透射电镜对铝改性硅溶胶与硼改性硅溶胶进行了结构形态与特征的分析研究,首次提出了铝改性粒硅溶胶与硼改性硅溶胶微粒硅溶胶的结构和形态特征.通过几种絮聚模型-DDJ动态滤水仪法、结合激光粒度仪研究絮团大小的变化以及纸张匀度的比较,探讨了阳离子聚合物/改性硅溶胶微粒体系的絮聚过程与机理,为絮聚机理研究提供了一种新的思路和较简便的方法.阳离子聚合物/改性硅溶胶微粒体系的絮聚机理是,先加入阳离子聚合物,纤维与细小组分絮聚成大的絮聚体,受到高剪切力作用,初始絮聚体被打散成小碎块,为带负电荷的改性硅溶胶微粒暴露出更多的链圈和链尾.改性硅溶胶微粒就在这些吸附于不同纸料粒子上的链圈和链尾之间,靠静电中和以及与聚合物中非带电段的配合吸附作用,改性硅溶胶微粒粒径小只能使近距离的细小碎块桥联作用而发生重新絮聚,形成较初始絮聚体更小、更均一、致密的絮团网络.结果可以大幅度提高了细小纤维和填料的留着率,改善了纸料的滤水性,同时,又可获得良好的纸页匀度.