Τι είναι το πυριτικό νάτριο;

Το πυριτικό νάτριο, κοινώς γνωστό ως "υαλοπίνακας", είναι εμφανές λόγω της ευρείας εμπορικής και βιομηχανικής εφαρμογής. Συχνά αποτελείται από νερό περιβλήματος σκελετού πολυμερούς οξυγόνου-πυριτίου σε πόρους μοριακής μήτρας. Τα προϊόντα πυριτικού νατρίου κατασκευάζονται ως στερεά ή παχιά υγρά, ανάλογα με την προβλεπόμενη χρήση. Για παράδειγμα, το γυαλί νερού λειτουργεί ως στεγανοποιητικό σε μεταλλικά εξαρτήματα. Τέλος, αν και η παραγωγή πυριτικού νατρίου είναι μια ώριμη βιομηχανία, υπάρχει συνεχής έρευνα για νέες εφαρμογές, δεδομένης της θερμικής αγώγιμης ιδιότητάς της.

Το πυριτικό νάτριο είναι ένα πολυμερές πυριτίου-οξυγόνου που περιέχει συστατικά ιονικού νατρίου (Na +). Μια τέτοια μοριακή διάταξη διαφέρει από τα τυπικά ιοντικά υλικά όπως το άλας, το οποίο βασίζεται σε μονάδες τύπου που ενώνονται με ηλεκτρική έλξη. Αντιθέτως, το πυριτικό νάτριο είναι παρόμοιο με τα πλαστικά με βάση τον άνθρακα, καθώς οι δεσμοί πυριτίου-οξυγόνου-πυριτίου μεταξύ κάθε μονομερούς είναι ομοιοπολικοί. Η φύση που μοιάζει με πολυμερές της μήτρας πυριτικού νατρίου καθώς και ο πολικός χαρακτήρας ατόμων οξυγόνου και νατρίου επιτρέπει τη σύνδεση μορίων νερού εντός της μήτρας πολυμερούς. Επομένως, προϊόντα πυριτικού νατρίου υπάρχουν συχνά σε ένυδρα αλλοτρόπα. (Wells, "Δομική Ανόργανη Χημεία").

Ένα σχήμα σύνθεσης για την ουσία περιλαμβάνει συνδυασμό ανθρακικού νατρίου (Na2CO3) και διοξειδίου του πυριτίου (Si02) υπό συνθήκες επαρκείς για την τήξη και των δύο αντιδρώντων. Το πυριτικό νάτριο παράγεται με αυτή τη μέθοδο με επαρκή αποτελεσματικότητα για εμπορική χρήση. (Greenwood, "Χημεία των στοιχείων")

Οι φυσικές ιδιότητες των ουσιών με βάση το πυριτικό νάτριο τις καθιστούν πολύ ελκυστικές για εμπορική / βιομηχανική χρήση. Τα υγρά και τα στερεά με βάση πυριτικό νάτριο και παράγονται από την PQ Corporation έχουν πυκνότητα από 1,6 g / κυβικό cm. έως περίπου 1,4 g / κυβικά cm. Σημειώστε επίσης ότι οι πίνακες δεδομένων περιέχουν πληροφορίες σχετικά με την παρατηρούμενη κατάσταση κάθε προϊόντος σε μέτριες συνθήκες. Τα προϊόντα πυριτικού νατρίου υπάρχουν ως λευκό στερεό και ποικιλία υγρών με εμφανώς διαφορετικές ιδιότητες. Οι διαφορές στις συνθήκες αντίδρασης και στις μεθόδους παρασκευής οδηγούν σε διαυγή, αδιαφανή και «σιρόπι» προϊόντα γυαλιού. (PQ, "Πυριτικά νάτριο. Προϊόντα και προδιαγραφές ")

Η χρήση ποικίλλει ανάλογα με τη μέθοδο κατασκευής, τον βαθμό προϊόντος και τον παράγοντα ρύθμισης. Για παράδειγμα, η εταιρεία Schundler απαριθμεί διάφορες χρήσεις για προϊόντα πυριτικού νατρίου στην «Εφαρμογή Perlite / Silicate Composites». Λόγω της μοριακής δομής του πυριτικού νατρίου που ενσωματώνει ένυδρα άλατα, η υαλοπίνακα λειτουργεί ως σφραγιστικό που ενεργοποιείται με επαρκή θέρμανση. Εάν πρέπει να σφραγιστεί μια ρωγμή σε μεταλλικά μηχανήματα, χύνεται πυριτικό νάτριο "υγρό γυαλί" που διαρρέει σε κάθε ρωγμή του σπασίματος. Κατά τη θέρμανση στους περίπου 200 βαθμούς Φαρενάιτ, τα μόρια νερού στη μήτρα πυριτικού νατρίου εξατμίζονται, αφήνοντας ένα σκληρό, εύθραυστο σφραγιστικό. (Schundler, "Πυριτικά σύνθετα για μόνωση υψηλής θερμοκρασίας")

Τα προϊόντα πυριτικού νατρίου ερευνώνται για χρήση απαγωγής θερμότητας. Όπως αναφέρει η αναφερόμενη δημοσίευση, οι ηλεκτρονικές συσκευές περιορίζονται, μεταξύ άλλων, από τη θερμότητα που παράγεται από ηλεκτρικό ρεύμα. Εκτός αν ένας ηλεκτρονικός αγωγός είναι τέλειος (υπεραγωγός), παράγεται θερμότητα. Αν και πολύ μικρό μεμονωμένα, το σωρευτικό αποτέλεσμα των πυκνών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων είναι αρκετό για να απειλήσει τη φυσική ακεραιότητα των εξαρτημάτων. Για να απομακρυνθεί η θερμότητα πιο αποτελεσματικά στο περιβάλλον, μελετάται πυριτικό νάτριο. Εξετάζονται διάφορες θερμικές διεπαφές, πάχος διασκορπιστή και πίεση διασκορπιστή για τη διευκόλυνση περαιτέρω ηλεκτρονικής μικροποίησης. (SUNY, «Θερμική διασύνδεση πυριτικού νατρίου»)