Hvad er natriumsilikat?

Natriumsilicat, almindeligvis kendt som "vandglas", er fremtrædende på grund af bred kommerciel og industriel anvendelse. Det er ofte sammensat af en ilt-silicium-polymer rygrad, der indeholder vand i molekylære matrixporer. Natriumsilikatprodukter fremstilles som faste eller tykke væsker afhængigt af den tilsigtede anvendelse. For eksempel fungerer vandglas som tætningsmiddel i metalkomponenter. Endelig, selvom natriumsilicatproduktion er en moden industri, er der løbende forskning i nye applikationer i betragtning af dens varmeledende egenskaber.

Natriumsilicat er en silicium-ilt-polymer indeholdende ioniske natrium- (Na +) komponenter. Et sådant molekylært arrangement er forskelligt fra typiske ioniske materialer såsom salt, som er baseret på formelenheder forenet af elektrisk tiltrækning. I modsætning hertil svarer natriumsilicat til kulstofbaseret plast, da silicium-oxygen-siliciumbindinger mellem hver monomer er kovalente. Den polymerlignende natur af natriumsilicatmatrixen såvel som den polære karakter af oxygen og natriumatomer muliggør binding af vandmolekyler i polymermatricen. Derfor findes natriumsilicatprodukter ofte i vandige allotroper. (Wells, "Strukturel uorganisk kemi").

Et synteseskema for stoffet involverer en kombination af natriumcarbonat (Na2CO3) og siliciumdioxid (SiO2) under tilstrækkelige betingelser til at smelte begge reaktanter. Natriumsilicat fremstilles ved denne metode med tilstrækkelig effektivitet til at være kommerciel. (Greenwood, "Elementernes kemi")

Fysiske egenskaber af natriumsilicatbaserede stoffer gør dem meget attraktive til kommerciel / industriel brug. Væsker og faste stoffer baseret på natriumsilicat og produceret af PQ Corporation har en densitet fra 1,6 g / kubik cm. 1,4 g / kubik cm. Bemærk også, at datatabellerne indeholder information om den observerede tilstand for hvert produkt under moderate forhold. Natriumsilicatprodukter findes som hvidt fast stof og en række forskellige væsker med synligt forskellige egenskaber. Forskelle i reaktionsbetingelser og fremstillingsmetoder fører til klare, uigennemsigtige og "sirupagtige" vandglasprodukter. (PQ, "Sodium Silicates. Produkter og specifikationer ")

Brug varierer afhængigt af fremstillingsmetode, produktkvalitet og indstillingsmiddel. For eksempel viser Schundler Company forskellige anvendelser af natriumsilicatprodukter i "Påføring af perlit / silikatkompositter". På grund af natriumsilicatmolekylær struktur, der indeholder hydrater, fungerer vandglasset som et tætningsmiddel aktiveret ved tilstrækkelig opvarmning. Hvis en revne i metalmaskiner skal forsegles, siver hældt natriumsilikat ”flydende glas” ind i hver spalte i bruddet. Efter opvarmning til ca. 200 grader Fahrenheit fordamper vandmolekyler i natriumsilikatmatrixen, hvilket efterlader et hårdt, skørt fugemasse. (Schundler, "Silikatkompositter til højtemperaturisolering")

Natriumsilikatprodukter undersøges for anvendelse af varmeafledning. Som det fremgår af den citerede publikation, er elektroniske enheder begrænset af blandt andet varme genereret af elektrisk strøm. Medmindre en elektronisk leder er perfekt (en superleder), genereres der varme. Selvom det er meget lille individuelt, er den kumulative effekt af tætte elektroniske kredsløb nok til at true komponentens fysiske integritet. For at sprede varmen mere effektivt til miljøet undersøges natriumsilicat. Forskellige termiske grænseflader, spredertykkelse og spredertryk undersøges for at lette yderligere elektronisk miniaturisering. (SUNY, "Sodium Silicate Thermal Interface")