Wat is colloïdaal silicium?

Colloïdaal siliciumdioxide is een vloeibare dispersie van siliciumdioxide, hetzelfde materiaal dat van nature in zand voorkomt. Net als andere colloïden bestaat het uit microscopisch kleine deeltjes die gelijkmatig door een andere stof zijn verspreid - in dit geval een vaste stof die in een vloeistof is gedispergeerd. Dit mengsel staat bekend als een sol en heeft tal van industriële en commerciële toepassingen.

Silicasols worden gemaakt met behulp van verschillende chemische procedures. Gewoonlijk is colloïdaal siliciumoxide monodispers, wat betekent dat alle deeltjes in de sol dezelfde grootte hebben. Deeltjes worden chemisch "gegroeid" uit kleine siliciumdioxide-kernen gesuspendeerd in de waterige oplossing en kunnen groot of klein zijn, afhankelijk van de gewenste eigenschappen van de gerede sol.

Grote deeltjes hebben de neiging om een ​​mengsel van silica stabieler te maken of waarschijnlijk in gedispergeerde vorm te blijven. Bij hoge concentraties kunnen kleinere deeltjes aggregaten vormen en het mengsel kleverig en stroperig maken. Deeltjesgrootte heeft ook invloed op het uiterlijk van de sol en mengsels met kleine deeltjes zijn transparanter.

Colloïdaal siliciumdioxide wordt in veel verschillende omgevingen gebruikt. Het kan worden gebruikt als een schuur- of polijstmiddel voor halfgeleiders, als een katalysator voor verschillende chemische reacties en als een coatingproduct. Coatings van silica zijn nuttig bij het vergroten van de tractie op oppervlakken zoals vloeren en spoorbanen, evenals textielvezels. Dit komt door zowel de schurende werking van de kleine deeltjes als hun vermogen om chemisch te reageren met het tegenovergestelde oppervlak.

Papierproductie is een ander gebied waar colloïdaal silicium op grote schaal wordt gebruikt. Hier fungeert silica als een drainagemiddel, waardoor meer zetmeel in het papier kan worden opgenomen als de waterige pulp wordt verwerkt. Het extra zetmeel verhoogt de taaiheid van het papier.

Bij het maken van wijn en sap wordt colloïdaal siliciumdioxide gebruikt om een ​​drank te verfijnen door organische verbindingen uit de suspensie te verwijderen. Deze verbindingen, die anders een ongewenste onzuiverheid in de drank zouden vormen of de smaak nadelig zouden beïnvloeden, worden aangetrokken door tegengesteld geladen deeltjes in de sol. Er vormt zich een sediment van silica en onzuiverheden, dat vervolgens mechanisch kan worden verwijderd en een gezuiverde drank achterlaat.

Hoewel het in veel industriële toepassingen belangrijk is om siliciumdioxide in zijn gelijkmatig verspreide vorm te houden, is in andere gevallen de vorming van klonten of ketens van deeltjes gewenst. Silicagel, die vaak als droogmiddel in verpakte producten worden gebruikt, kan op deze manier worden gevormd. Wanneer de pH van colloïdaal siliciumdioxide wordt verlaagd tot minder dan 7 of zout wordt toegevoegd, beginnen deeltjes in de sol aan elkaar te hechten, waardoor ketens worden gevormd. Uiteindelijk ontstaat een silicagel.