1. أساسيات كيمياء السيليكا سول والاستقرار الغروي
1.1 المكياج ومورفولوجيا الجسيمات
(سول السيليكا)
سول السيليكا هو انتشار غرواني آمن بما في ذلك ثاني أكسيد السيليكون غير المتبلور (شافي ₂) الجسيمات النانوية, تتراوح عادة من 5 ل 100 نانومتر في القطر, يتم تعليقه في مرحلة السوائل– في أغلب الأحيان الماء.
تتكون هذه الجسيمات النانوية من شبكة ثلاثية الأبعاد من SiO ₄ رباعي الاسطح, خلق مساحة سطحية مسامية شديدة التفاعل وفيرة بالسيلانول (و– أوه) الفرق التي تتحكم في العادات البينية.
حالة سول غير مستقرة ديناميكيًا حراريًا, يتم الاحتفاظ بها عن طريق التنافر الكهروستاتيكي بين الجسيمات المشحونة; تنشأ رسوم مساحة السطح من تأين مجموعات السيلانول, التي تنفجر فوق الرقم الهيدروجيني ~ 2– 3, توليد شظايا مشحونة سلباً والتي تطرد بعضها البعض.
شكل الجسيمات عادة ما يكون مستديرًا, على الرغم من أن مشاكل التوليف يمكن أن تؤثر على ميول التجميع والشراء قصير المدى.
نسبة مساحة السطح إلى الحجم العالية– تتجاوز في كثير من الأحيان 100 م اثنان / ز– يجعل سول السيليكا سريع الاستجابة بشكل استثنائي, مما يجعل من الممكن حدوث تفاعلات قوية مع البوليمرات, المعادن, والجزيئات العضوية.
1.2 أجهزة التثبيت وتغيير الجيلاتين
يتم التحكم في الاستقرار الغروي في محلول السيليكا بشكل أساسي عن طريق التوازن بين ضغوط فان دير فال اللافتة للنظر والتنافر الكهروستاتيكي, وصفها DLVO (ديرجاجوين– لانداو– يقلق– أوفربيك) نظرية.
عند انخفاض القدرة على التحمل الأيوني وقيمة الرقم الهيدروجيني أعلى من نقطة الجهد الكهربي (~ الرقم الهيدروجيني 2), تعتبر سعة زيتا للبتات معاكسة بدرجة كافية لوقف التجميع.
لكن, إضافة الشوارد, تغير الرقم الهيدروجيني نحو الحياد, أو يمكن أن يؤدي تبديد المذيبات إلى فحص تكاليف مساحة السطح, تقليل التنافر, ويسبب التحام قليلا, مما يؤدي إلى هلام.
يستلزم التبلور تكوين شبكة ثلاثية الأبعاد من خلال السيلوكسان (و– يا– و) تكوين الروابط بين الأجزاء المجاورة, تغيير المحلول السائل إلى مادة قاسية, xerogel نفاذية عند التجفيف.
يمكن عكس هذا التحول في مادة هلامية في بعض الأنظمة ولكنه يؤدي عادةً إلى تعديلات هيكلية لا رجعة فيها, خلق الأساس لصناعة السيراميك والمركبات المبتكرة.
2. مسارات التوليف والتحكم في العمليات
( سول السيليكا)
2.1 تقنية ستوبر والنمو المتحكم فيه
الطريقة الأكثر شيوعًا لإنشاء محلول السيليكا أحادي التشتت هي عملية Stöber, تم إنشاؤها في 1968, والذي يتضمن التحلل المائي وتكثيف الألكوكيسيلان– عادة رباعي إيثيل أورثوسيليكات (تيوس)– في أداة كحولية مع الأمونيا المائية كمحفز.
من خلال تنظيم المعلمات بدقة مثل نسبة الماء إلى TEOS, تركيز الأمونيا, تكوين المذيبات, ومستوى درجة حرارة الاستجابة, يمكن ضبط حجم القطعة بشكل متكرر من ~ 10 نانومتر إلى أكثر 1 ميكرومتر مع تداول ضيق البعد.
يستمر النظام عبر النواة التي يلتزم بها التطور المحدود للانتشار, حيث تتكثف مجموعات السيلانول لتكوين روابط السيلوكسان, تراكم إطار السيليكا.
هذا النهج مناسب للتطبيقات التي تتطلب شظايا كروية موحدة, مثل الدعم الكروماتوغرافي, متطلبات المعايرة, والبلورات الضوئية.
2.2 دورات التخليق الحمضي والبيولوجي
وتشمل تقنيات التوليف البديلة التحلل المائي المحفز بالحمض, الذي يفضل التكثيف الخطي ويسبب المزيد من البتات المتعددة التشتت أو المجمعة, عادة ما يتم استخدامها في المجلدات والطبقات التجارية.
الظروف الحمضية (الرقم الهيدروجيني 1– 3) تعزيز التحلل المائي الأبطأ ولكن التكثيف أسرع بين السيلانول البروتوني, إحداث هياكل غير منتظمة أو تشبه السلسلة.
اضافية في الآونة الأخيرة, لقد ظهرت بالفعل استراتيجيات التوليف المستوحاة من الحيوية والخضراء, استخدام إنزيمات السيليكاتين أو المستخلصات النباتية لترسيب السيليكا في ظل المشاكل المحيطة, التقليل من استخدام الطاقة والنفايات الكيميائية.
تحظى هذه الأساليب الدائمة باهتمام كبير في التطبيقات الطبية الحيوية والبيئية حيث يكون النقاء والتوافق الحيوي ضروريين.
بالإضافة إلى, عادة ما يتم إنشاء محلول السيليكا الصناعي باستخدام إجراءات التبادل الأيوني من محاليل سيليكات الصوديوم, يتم الالتزام بها عن طريق التحليل الكهربائي لإزالة الأيونات القلوية وتحقيق الاستقرار في الغروانية.
3. المساكن العملية والعادات البينية
3.1 تقنيات التفاعل السطحي والتعديل
يتم التحكم في المساحة السطحية لجسيمات السيليكا النانوية في السول بواسطة فرق السيلانول, والتي يمكن أن تشارك في الرابطة الهيدروجينية, الامتزاز, والتطعيم التساهمي بالسيلان العضوي.
تغيير مساحة السطح باستخدام مزيج من العناصر مثل 3-أمينوبروبيلترييثوكسيسيلان (مناسب) أو يقدم ميثيل تريميثوكسيسيلان فرقًا وظيفية (على سبيل المثال،– إن إتش تو,– CH ₃) التي تغير المحبة للماء, التفاعل, والتوافق مع المصفوفات الطبيعية.
تسمح هذه التعديلات لمحلول السيليكا بالعمل كمتوافق في المركبات العضوية غير العضوية المهجنة, تعزيز الانتشار في البوليمرات وتعزيز الميكانيكية, الحرارية, أو حاجز المنازل.
يُظهر سول السيليكا غير المعدل محبة للماء قوية, مما يجعلها مثالية للأنظمة السائلة, بينما يمكن تشتيت الإصدارات المتغيرة في مذيبات غير قطبية لطبقات وأحبار متخصصة.
3.2 الخصائص الريولوجية والبصرية
عادةً ما تُظهر عمليات نشر محلول السيليكا عادات الدورة الدموية النيوتونية بتركيز منخفض, ومع ذلك، تزداد اللزوجة مع تحميل الأجزاء ويمكن أن تتحول إلى ترقق القص في ظل محتوى المواد الصلبة العالية أو التجميع الجزئي.
يتم استغلال هذا الضبط الريولوجي في التشطيبات, حيث يعد التداول والتسوية المنظمان ضروريين لتكوين فيلم متسق.
بصريا, يكون سول السيليكا شفافًا في الطيف الملحوظ نظرًا لحجم الطول الموجي الفرعي للشظايا, مما يقلل من تشتت الضوء.
يتيح هذا الانفتاح استخدامه في الأغطية الشفافة, أفلام مضادة للانعكاس, والمواد اللاصقة البصرية دون المساس بالجودة الجمالية.
عندما تجف, يحافظ فيلم السيليكا الناتج على الانفتاح مع توفير الصلابة, مقاومة التآكل, والاستقرار الحراري يصل إلى ~ 600 درجة مئوية.
4. التطبيقات الصناعية والمتقدمة
4.1 الطلاءات, المركبات, والسيراميك
يستخدم سول السيليكا بشكل كامل في طلاءات المساحة السطحية للورق, الأقمشة, الفولاذ, ومواد البناء لتحسين مقاومة الماء, مقاومة الخدش, والمرونة.
في تحجيم الورق, فهو يعزز قابلية الطباعة والخصائص السكنية التي تعوق الرطوبة; في مجلدات المصنع, فهو يقوم بتغيير الراتنجات الطبيعية ببدائل غير عضوية صديقة للبيئة والتي تتحلل بسهولة أثناء عملية الصب.
كرائد لزجاج السيليكا والسيراميك, يسمح سول السيليكا بتصنيع المواد السميكة في درجات حرارة منخفضة, عناصر عالية النقاء عبر معالجة sol-gel, منع ارتفاع عامل انصهار الكوارتز.
كما أنها تستخدم في نشر الاستثمار المالي, حيث يخلق الصلبة, قوالب حرارية ذات تشطيب رائع لمساحة السطح.
4.2 الطبية الحيوية, الحفاز, وتطبيقات الطاقة
في الطب الحيوي, يعمل silica sol كنظام لأنظمة توزيع الأدوية, أجهزة الاستشعار الحيوية, والتصوير التشخيصي, حيث يسمح تشغيل مساحة السطح بالربط المستهدف والإصدار المنظم.
جسيمات السيليكا النانوية (ام اس ان), مشتقة من سول السيليكا القالب, توفير قدرة تعبئة عالية وأجهزة إطلاق تستجيب للمحفزات.
كمساعدة محفزة, يوفر محلول السيليكا مصفوفة ذات مساحة عالية لشل الجسيمات النانوية الفولاذية (على سبيل المثال, نقطة, الاتحاد الأفريقي, PD), تعزيز التشتت والفعالية التحفيزية في التغيرات الكيميائية.
في الطاقة, يتم استخدام السيليكا سول في فواصل البطارية لتعزيز الاستقرار الحراري, في طبقات غشاء الخلية الغازية لتعزيز توصيل البروتون, وفي مغلفة الألواح الشمسية للحماية من البلل والتوتر الميكانيكي.
في الخلاصة, تمثل مادة السيليكا مادة نانوية أساسية تربط بين الكيمياء الجزيئية والأداء العياني.
تركيبها الخاضع للرقابة, كيمياء مساحة السطح القابلة للضبط, والتعامل المرن يسمح بالتطبيقات التحويلية في جميع القطاعات, من الإنتاج الدائم إلى الرعاية الطبية وأنظمة الطاقة المتطورة.
مع تقدم تكنولوجيا النانو, يستمر Silica sol في العمل كنظام تصميم لصنع ذكاء, المنتجات الغروية متعددة الوظائف.
5. موزع
تعتبر Cabr-Concrete موردًا للخليط الخرساني مع أكثر من ذلك 12 سنوات من الخبرة في الحفاظ على الطاقة في بناء النانو وتطوير تكنولوجيا النانو. ويقبل الدفع عن طريق بطاقة الائتمان, تي/تي, ويسترن يونيون وباي بال. ستقوم TRUNNANO بشحن البضائع إلى العملاء في الخارج من خلال FedEx, دي إتش إل, عن طريق الجو, أو عن طريق البحر. إذا كنت تبحث عن خليط خرساني عالي الجودة, لا تتردد في الاتصال بنا وإرسال استفسار.
العلامات: سول السيليكا,الغروية السيليكا سول,سول السيليكون
جميع المقالات والصور من الإنترنت. إذا كان هناك أي قضايا حقوق الطبع والنشر, يرجى الاتصال بنا في الوقت المناسب للحذف.
الاستفسار لنا