Kas ir nātrija silikāts?

Nātrija silikāts, ko parasti dēvē par “ūdens stiklu”, ir ievērojams plaša komerciāla un rūpnieciska pielietojuma dēļ. Tas bieži sastāv no skābekļa-silīcija polimēra mugurkaula, kas satur ūdeni molekulārās matricas porās. Nātrija silikāta izstrādājumus atkarībā no paredzētā lietojuma ražo kā cietus vai biezus šķidrumus. Piemēram, ūdens stikls darbojas kā hermētiķis metāla detaļās. Visbeidzot, lai arī nātrija silikāta ražošana ir nobriedusi nozare, tiek veikti jauni pielietojuma pētījumi, ņemot vērā tā siltumvadošās īpašības.

Nātrija silikāts ir silīcija-skābekļa polimērs, kas satur jonu nātrija (Na +) komponentus. Šāda molekulārā kārtība atšķiras no tipiskiem jonu materiāliem, piemēram, sāls, kura pamatā ir formulas vienības, kuras vieno elektriskā pievilcība. Turpretī nātrija silikāts ir līdzīgs plastmasām, kuru pamatā ir ogleklis, jo silīcija, skābekļa un silīcija saites starp katru monomēru ir kovalentas. Nātrija silikāta matricas polimērveida raksturs, kā arī skābekļa un nātrija atomu polārais raksturojums ļauj savienot ūdens molekulas polimēra matricā. Tāpēc nātrija silikāta produkti bieži pastāv ūdeņainos alotropos. (Wells, "Strukturālā neorganiskā ķīmija").

Vielas sintēzes shēma ietver nātrija karbonāta (Na2CO3) un silīcija dioksīda (SiO2) kombināciju apstākļos, kas ir pietiekami, lai izkausētu abus reaģentus. Nātrija silikāts tiek ražots ar šo metodi ar pietiekamu efektivitāti, lai to varētu izmantot komerciāli. (Grīnvuds, "Elementu ķīmija")

Nātrija silikāta bāzes vielu fizikālās īpašības padara tās ļoti pievilcīgas komerciālai / rūpnieciskai lietošanai. PQ Corporation ražoto šķidrumu un cieto vielu, kuru pamatā ir nātrija silikāts, blīvums ir no 1,6 g / kubik cm. līdz apmēram 1,4 g / kubik cm. Ņemiet vērā arī to, ka datu tabulās ir informācija par katra produkta novēroto stāvokli mērenos apstākļos. Nātrija silikāta izstrādājumi pastāv kā balta cieta viela un dažādi šķidrumi ar acīmredzami atšķirīgām īpašībām. Reakcijas apstākļu un ražošanas metožu atšķirības rada caurspīdīgus, necaurspīdīgus un “sīrupainus” ūdensstikla izstrādājumus. (PQ, "Nātrija silikāti. Produkti un specifikācijas ")

Lietošana mainās atkarībā no ražošanas metodes, produkta pakāpes un cietinātāja. Piemēram, Schundler Company uzskaita dažādus nātrija silikāta produktu izmantošanas veidus sadaļā "Perlīta / silikāta kompozītu pielietošana". Sakarā ar nātrija silikāta molekulāro struktūru, kas satur hidrātus, ūdens stikls darbojas kā hermētiķis, ko aktivizē ar pietiekamu karsēšanu. Ja ir jānoslēdz plaisa metāla mehānismā, katrā lūzuma plaisā iesūcas nātrija silikāta “šķidrais stikls”. Sildot līdz aptuveni 200 grādiem pēc Fārenheita, ūdens molekulas nātrija silikāta matricā iztvaiko, atstājot cietu, trauslu hermētiķi. (Schundler, "Silikāta kompozīti augstas temperatūras izolācijai")

Nātrija silikāta izstrādājumi tiek pētīti siltuma izkliedēšanai. Kā norādīts citētajā publikācijā, elektroniskās ierīces cita starpā ierobežo elektriskās strāvas radītais siltums. Ja vien elektroniskais vadītājs nav ideāls (supravadītājs), rodas siltums. Lai arī blīvu elektronisko shēmu kumulatīvā ietekme ir atsevišķa, tā ir pietiekama, lai apdraudētu komponentu fizisko integritāti. Lai efektīvāk izkliedētu siltumu vidē, tiek pētīts nātrija silikāts. Lai veicinātu turpmāku elektronisko miniaturizāciju, tiek pētītas dažādas siltuma saskarnes, izkliedētāja biezums un izkliedētāja spiediens. (SUNY, “Nātrija silikāta termiskā saskarne”)