Силикат натрия, широко известный как «жидкое стекло», широко используется в коммерческих и промышленных целях. Он часто состоит из кислородно-кремниевого полимерного каркаса, вмещающего воду в порах молекулярной матрицы. Продукты из силиката натрия производятся в твердом или густом виде, в зависимости от предполагаемого использования. Например, жидкое стекло действует как герметик в металлических компонентах. Наконец, хотя производство силиката натрия является развитой отраслью, постоянно ведутся исследования для новых применений, учитывая его теплопроводные свойства.
Молекулярный состав
Силикат натрия - это кремний-кислородный полимер, содержащий ионные компоненты натрия (Na +). Такое молекулярное расположение отличается от типичных ионных материалов, таких как соль, которые основаны на формульных единицах, объединенных электрическим притяжением. Напротив, силикат натрия подобен пластмассам на основе углерода, поскольку связи кремний-кислород-кремний между каждым мономером ковалентны. Подобная полимеру природа матрицы силиката натрия, а также полярный характер атомов кислорода и натрия позволяют связывать молекулы воды внутри полимерной матрицы. Поэтому продукты силиката натрия часто существуют в водных аллотропах. (Уэллс, «Структурная неорганическая химия»).
Синтез
Схема синтеза вещества включает комбинацию карбоната натрия (Na2CO3) и диоксида кремния (SiO2) в условиях, достаточных для плавления обоих реагентов. Силикат натрия производится этим методом с достаточной эффективностью, чтобы его можно было использовать в коммерческих целях. (Гринвуд, «Химия элементов»)
Физические свойства
Физические свойства веществ на основе силиката натрия делают их очень привлекательными для коммерческого / промышленного использования. Жидкости и твердые вещества на основе силиката натрия, производимые PQ Corporation, имеют плотность от 1,6 г / куб. См. примерно до 1,4 г / куб. см. Также обратите внимание, что таблицы данных содержат информацию о наблюдаемом состоянии каждого продукта при умеренных условиях. Продукты из силиката натрия существуют в виде белого твердого вещества и множества жидкостей с заметно разными свойствами. Различия в условиях реакции и методах производства приводят к получению прозрачных, непрозрачных и «сиропообразных» жидких стекол. (PQ, «Силикаты натрия. Продукция и технические характеристики »)
Использовать
Использование варьируется в зависимости от метода производства, марки продукта и отвердителя. Например, компания Schundler перечисляет различные применения продуктов из силиката натрия в разделе «Применение перлит / силикатных композитов». Благодаря молекулярной структуре силиката натрия, включающей гидраты, жидкое стекло действует как герметик, активируемый при достаточном нагревании. Если трещину в металлическом оборудовании необходимо заделать, жидкое стекло из силиката натрия просачивается в каждую щель трещины. При нагревании примерно до 200 градусов по Фаренгейту молекулы воды в матрице силиката натрия испаряются, оставляя твердый хрупкий герметик. (Шундлер, "Силикатные композиты для высокотемпературной изоляции")
Исследовать
Продукты из силиката натрия исследуются на предмет рассеивания тепла. Как указано в цитируемой публикации, электронные устройства ограничены, среди прочего, теплом, выделяемым электрическим током. Если электронный проводник не идеален (сверхпроводник), выделяется тепло. Хотя по отдельности он очень мал, совокупный эффект плотных электронных схем достаточно, чтобы поставить под угрозу физическую целостность компонентов. Чтобы более эффективно отводить тепло в окружающую среду, изучается силикат натрия. Изучаются различные термические интерфейсы, толщина рассеивателя и давление рассеивателя, чтобы облегчить дальнейшую электронную миниатюризацию. (SUNY, «Термический интерфейс силиката натрия»)