Apa Itu Sodium Silikat?

Sodium silikat, umumnya dikenal sebagai "waterglass", menonjol karena aplikasi komersial dan industri yang luas. Ini sering terdiri dari tulang punggung polimer oksigen-silikon yang menampung air dalam pori-pori matriks molekul. Produk natrium silikat diproduksi sebagai padatan atau cairan kental, tergantung pada tujuan penggunaan. Misalnya, waterglass berfungsi sebagai sealant pada komponen logam. Terakhir, meskipun produksi natrium silikat adalah industri yang matang, ada penelitian yang sedang berlangsung untuk aplikasi baru mengingat sifat konduktif panasnya.

Sodium silikat adalah polimer silikon-oksigen yang mengandung komponen ion natrium (Na+). Susunan molekul seperti itu berbeda dari bahan ionik khas seperti garam, yang didasarkan pada unit rumus yang disatukan oleh daya tarik listrik. Sebaliknya, natrium silikat mirip dengan plastik berbasis karbon karena ikatan silikon-oksigen-silikon antara masing-masing monomer bersifat kovalen. Sifat seperti polimer dari matriks natrium silikat serta karakter polar atom oksigen dan natrium memungkinkan ikatan molekul air dalam matriks polimer. Oleh karena itu, produk natrium silikat sering ada di alotrop hidro. (Wells, "Kimia Anorganik Struktural").

Skema sintesis zat melibatkan kombinasi natrium karbonat (Na2CO3) dan silikon dioksida (SiO2) dalam kondisi yang cukup untuk melelehkan kedua reaktan. Natrium silikat diproduksi dengan metode ini dengan efisiensi yang cukup untuk penggunaan komersial. (Greenwood, "Kimia Unsur")

Sifat fisik zat berbasis natrium silikat membuatnya sangat menarik untuk penggunaan komersial/industri. Cairan dan padatan berbahan dasar natrium silikat dan diproduksi oleh PQ Corporation memiliki massa jenis mulai dari 1,6 g/cm kubik. menjadi sekitar 1,4 g/cm kubik. Perhatikan juga bahwa tabel data berisi informasi tentang keadaan yang diamati dari setiap produk dalam kondisi sedang. Produk natrium silikat ada sebagai padatan putih dan berbagai cairan dengan sifat yang terlihat berbeda. Perbedaan kondisi reaksi dan metode pembuatan menghasilkan produk gelas air yang jernih, buram, dan “berair”. (PQ, "Sodium Silikat. Produk dan Spesifikasi")

Penggunaan bervariasi tergantung pada metode manufaktur, kelas produk, dan agen pengaturan. Misalnya, Perusahaan Schundler mencantumkan berbagai kegunaan untuk produk natrium silikat dalam "Aplikasi Komposit Perlit/Silikat". Karena struktur molekul natrium silikat menggabungkan hidrat, fungsi waterglass sebagai sealant diaktifkan oleh pemanasan yang cukup. Jika retakan pada mesin logam perlu disegel, "gelas cair" natrium silikat yang dituangkan merembes ke setiap celah retakan. Setelah dipanaskan hingga sekitar 200 derajat Fahrenheit, molekul air dalam matriks natrium silikat menguap, meninggalkan sealant yang keras dan rapuh. (Schundler, "Komposit Silikat untuk Isolasi Suhu Tinggi")

Produk natrium silikat sedang diteliti untuk penggunaan disipasi panas. Seperti yang disebutkan dalam publikasi yang dikutip, perangkat elektronik dibatasi antara lain oleh panas yang dihasilkan oleh arus listrik. Kecuali konduktor elektronik sempurna (superkonduktor), panas dihasilkan. Meskipun sangat kecil secara individual, efek kumulatif dari rangkaian elektronik padat cukup untuk mengancam integritas fisik komponen. Untuk menghilangkan panas lebih efisien ke lingkungan, natrium silikat sedang dipelajari. Berbagai antarmuka termal, ketebalan disipator, dan tekanan disipasi sedang diteliti untuk memfasilitasi miniaturisasi elektronik lebih lanjut. (SUNY, "Antarmuka Termal Sodium Silikat")