Što je natrijev silikat?

Natrijev silikat, poznat kao "vodena čaša", istaknut je zbog široke komercijalne i industrijske primjene. Često se sastoji od okosnice silikonskog polimera u kojoj se nalazi voda u poreima molekularne matrice. Proizvodi od natrijevog silikata proizvode se u obliku krutine ili gustih tekućina, ovisno o namjeni. Na primjer, vodena čaša djeluje kao brtvilo u metalnim komponentama. Napokon, iako je proizvodnja natrijevog silikata zrela industrija, u tijeku su istraživanja novih primjena s obzirom na svojstva toplinske vodljivosti.

Natrijev silikat je silicij-kisikov polimer koji sadrži ionske natrijeve (Na +) komponente. Takav molekularni raspored razlikuje se od tipičnih ionskih materijala kao što je sol koja se temelji na formulama jedinicama ujedinjenim električnom privlačnošću. Suprotno tome, natrijev silikat sličan je plastici na bazi ugljika, jer su veze silicij-kisik-silicij između svakog monomera kovalentne. Priroda natrijevog silikatnog matriksa slična polimeru, kao i polarni karakter atoma kisika i natrija, omogućuje povezivanje molekula vode unutar polimerne matrice. Stoga natrijevi silikatni proizvodi često postoje u vodenim alotropima. (Wells, "Strukturna anorganska kemija").

Shema sinteze tvari uključuje kombinaciju natrijevog karbonata (Na2CO3) i silicijevog dioksida (SiO2) pod uvjetima dovoljnim da se oba reaktanta otope. Natrijev silikat proizveden je ovom metodom s dovoljnom učinkovitošću da se koristi u komercijalne svrhe. (Greenwood, "Kemija elemenata")

Fizička svojstva supstanci na bazi natrijevog silikata čine ih vrlo atraktivnim za komercijalnu / industrijsku uporabu. Tekućine i krute tvari na bazi natrijevog silikata koje proizvodi PQ Corporation imaju gustoću od 1,6 g / kubični cm. na oko 1,4 g / kubični cm. Također imajte na umu da tablice podataka sadrže informacije o promatranom stanju svakog proizvoda u umjerenim uvjetima. Proizvodi od natrijevog silikata postoje u obliku bijele krutine i raznih tekućina s vidljivo različitim svojstvima. Razlike u reakcijskim uvjetima i proizvodnim metodama dovode do prozirnih, neprozirnih i "sirupastih" proizvoda od vodene staklo. (PQ, "Natrijevi silikati. Proizvodi i specifikacije ")

Upotreba varira ovisno o načinu proizvodnje, stupnju proizvoda i sredstvu za stvrdnjavanje. Na primjer, tvrtka Schundler navodi različite namjene proizvoda od natrijevog silikata u "Primjena kompozita od perlita / silikata". Zbog molekularne strukture natrijevog silikata koja sadrži hidrate, vodena čaša djeluje kao brtvilo koje se aktivira dovoljnim zagrijavanjem. Ako je pukotina u metalnim strojevima potrebno zatvoriti, uliveno natrijevo silikatno "tekuće staklo" procuri u svaku pukotinu prijeloma. Zagrijavanjem na oko 200 stupnjeva Fahrenheita, molekule vode u matrici natrijevog silikata isparavaju, ostavljajući tvrdu, lomljivu brtvu. (Schundler, "Silikatne smjese za visokotemperaturnu izolaciju")

Proizvodi od natrijevog silikata istražuju se u svrhu odvođenja topline. Kao što navodi navedena publikacija, elektronički uređaji su, između ostalog, ograničeni toplinom generiranom električnom strujom. Ako elektronički vodič nije savršen (superprovodnik), stvara se toplina. Iako je vrlo mali pojedinačno, kumulativni učinak gustih elektroničkih sklopova dovoljan je da ugrozi fizički integritet komponenata. Kako bi se toplina učinkovitije odvodila u okoliš, proučava se natrijev silikat. Istražuju se različita termička sučelja, debljina rasipača i tlak rasipača kako bi se olakšala daljnja elektronička minijaturizacija. (SUNY, „Termičko sučelje natrijevog silikata“)