Co to jest krzemionka koloidalna?
Krzemionka koloidalna jest ciekłą dyspersją dwutlenku krzemu, tego samego materiału występującego naturalnie w piasku. Podobnie jak inne koloidy, składa się z mikroskopijnych cząstek równomiernie rozproszonych w innej substancji - w tym przypadku ciała stałego zdyspergowanego w cieczy. Ta mieszanina jest znana jako zol i ma wiele zastosowań przemysłowych i handlowych.
Zole krzemionkowe są tworzone przy użyciu różnych procedur chemicznych. Zwykle krzemionka koloidalna jest monodyspersyjna, co oznacza, że wszystkie cząstki w zolu mają ten sam rozmiar. Cząsteczki są „hodowane” chemicznie z maleńkich jąder krzemionki zawieszonych w wodnym roztworze i mogą być duże lub małe w zależności od pożądanych właściwości gotowego zolu.
Duże cząstki sprawiają, że mieszanina krzemionki jest bardziej stabilna lub może pozostać w formie zdyspergowanej. Przy wysokich stężeniach mniejsze cząstki mogą tworzyć agregaty, co powoduje, że mieszanina jest lepka i lepka. Rozmiar cząstek wpływa również na wygląd zolu, a mieszaniny z małymi cząsteczkami są bardziej przezroczyste.
Krzemionkę koloidalną stosuje się w wielu konfiguracjach. Może być stosowany jako środek ścierny lub polerujący do półprzewodników, jako katalizator różnych reakcji chemicznych oraz jako produkt powlekający. Powłoki krzemionkowe pomagają zwiększyć przyczepność na powierzchniach, takich jak podłogi i tory kolejowe, a także włókna tekstylne. Wynika to zarówno z działania ściernego małych cząstek, jak i ich zdolności do chemicznej reakcji z przeciwną powierzchnią.
Papiernictwo to kolejny obszar, w którym szeroko stosuje się krzemionkę koloidalną. W tym przypadku krzemionka działa jako środek drenażowy, umożliwiając zawarcie większej ilości skrobi w papierze podczas przetwarzania wodnistej pulpy. Dodatkowa skrobia zwiększa wytrzymałość papieru.
W produkcji wina i soków krzemionkę koloidalną stosuje się do udoskonalania napoju poprzez usuwanie związków organicznych z zawiesiny. Te związki, które w innym przypadku tworzyłyby niepożądane zanieczyszczenia w napoju lub niekorzystnie wpływałyby na smak, są przyciągane do przeciwnie naładowanych cząstek w zolu. Tworzy się osad krzemionki i zanieczyszczeń, które można następnie usunąć mechanicznie, pozostawiając po sobie oczyszczony napój.
Podczas gdy w wielu zastosowaniach przemysłowych ważne jest utrzymanie krzemionki w jej równomiernie zdyspergowanej formie, w innych przypadkach pożądane jest tworzenie grudek lub łańcuchów cząstek. W ten sposób można wytwarzać żele krzemionkowe, które często stosuje się jako środek osuszający w opakowanych produktach. Kiedy pH krzemionki koloidalnej obniża się do mniej niż 7 lub dodaje się sól, cząstki w zolu zaczynają się łączyć, tworząc łańcuchy. W końcu powstaje żel krzemionkowy.