Čo je to kremičitan sodný?

Kremičitan sodný, všeobecne známy ako „vodné sklo“, je známy vďaka širokému komerčnému a priemyselnému použitiu. Skladá sa často z hlavného reťazca kyslíka a kremíka z polyméru, v ktorom sa nachádza voda v póroch molekulárnej matrice. Výrobky z kremičitanu sodného sa vyrábajú ako pevné látky alebo husté kvapaliny, v závislosti od zamýšľaného použitia. Napríklad vodné sklo funguje ako tmel v kovových komponentoch. A konečne, aj keď je výroba kremičitanu sodného vyspelým priemyslom, vzhľadom na jeho tepelne vodivé vlastnosti prebieha výskum nových aplikácií.

Kremičitan sodný je polymér kremík-kyslík obsahujúci iónové zložky sodíka (Na +). Takéto molekulárne usporiadanie sa líši od typických iónových materiálov, ako je soľ, ktoré je založené na jednotkách vzorca spojených elektrickou príťažlivosťou. Naopak, kremičitan sodný je podobný plastom na báze uhlíka, pretože väzby kremík-kyslík-kremík medzi každým monomérom sú kovalentné. Polymérová povaha matrice kremičitanu sodného, ​​ako aj polárny charakter atómov kyslíka a sodíka umožňujú väzbu molekúl vody v polymérnej matrici. Preto produkty kremičitanu sodného často existujú vo vodných alotropoch. (Wells, "Structural Anorganic Chemistry").

Schéma syntézy látky zahrnuje kombináciu uhličitanu sodného (Na2CO3) a oxidu kremičitého (SiO2) za podmienok dostatočných na roztavenie oboch reaktantov. Týmto spôsobom sa kremičitan sodný vyrába s dostatočnou účinnosťou na to, aby mohol byť komerčne používaný. (Greenwood, „Chemistry of the Elements“)

Vďaka fyzikálnym vlastnostiam látok na báze kremičitanu sodného sú veľmi atraktívne pre komerčné / priemyselné použitie. Kvapaliny a pevné látky na báze kremičitanu sodného a vyrobené spoločnosťou PQ Corporation majú hustotu od 1,6 g / kubický cm. na asi 1,4 g / kubický cm. Upozorňujeme tiež, že tabuľky s údajmi obsahujú informácie o pozorovanom stave každého produktu za miernych podmienok. Výrobky z kremičitanu sodného existujú vo forme bielej pevnej látky a rôznych kvapalín s viditeľne odlišnými vlastnosťami. Rozdiely v reakčných podmienkach a výrobných metódach vedú k čírym, nepriehľadným a „sirupovitým“ produktom z vodného skla. (PQ, „Silikáty sodné. Produkty a špecifikácie ")

Použitie sa líši v závislosti od výrobnej metódy, kvality produktu a nastavovacieho prostriedku. Napríklad spoločnosť Schundler Company uvádza v zozname „Aplikácia perlit / silikátových kompozitov“ rôzne spôsoby použitia výrobkov z kremičitanu sodného. Vďaka molekulárnej štruktúre kremičitanu sodného s obsahom hydrátov funguje vodné sklo ako tmel aktivovaný dostatočným zahriatím. Ak je potrebné prasklinu v kovových strojoch utesniť, do každej štrbiny zlomeniny vsiakne „tekuté sklo“ kremičitanu sodného. Po zahriatí na asi 200 stupňov Fahrenheita sa molekuly vody v matrici kremičitanu sodného odparia a zostane tvrdý krehký tmel. (Schundler, „Silikátové kompozity pre vysokoteplotnú izoláciu“)

Výrobky na báze kremičitanu sodného sú predmetom výskumu využívania rozptylu tepla. Ako uvádza citovaná publikácia, elektronické zariadenia sú okrem iného obmedzené teplom generovaným elektrickým prúdom. Pokiaľ nie je elektronický vodič dokonalý (supravodič), vytvára sa teplo. Aj keď je to veľmi malé, kumulatívny účinok hustých elektronických obvodov je dostatočný na to, aby ohrozil fyzickú integritu komponentov. S cieľom efektívnejšie odvádzať teplo do životného prostredia sa študuje kremičitan sodný. Na uľahčenie ďalšej elektronickej miniaturizácie sa skúmajú rôzne tepelné rozhrania, hrúbka odvádzača a tlak odvádzača. (SUNY, „Tepelné rozhranie kremičitanu sodného“)