Kaj je natrijev silikat?

Natrijev silikat, splošno znan kot "vodna stekla", je pomemben zaradi široke komercialne in industrijske uporabe. Pogosto je sestavljen iz kisikovo-silicijevega polimernega ogrodja, v katerem je voda v pore molekularne matrike. Izdelki iz natrijevega silikata so izdelani v obliki trdnih snovi ali gostih tekočin, odvisno od predvidene uporabe. Na primer, vodna stekla deluje kot tesnilo v kovinskih komponentah. Nazadnje, čeprav je proizvodnja natrijevega silikata zrela industrija, se glede na njene toplotno prevodne lastnosti stalno izvajajo raziskave za nove namene.

Natrijev silikat je silicijev-kisikov polimer, ki vsebuje ionske sestavine natrija (Na +). Takšna molekularna ureditev se razlikuje od tipičnih ionskih materialov, kot je sol, ki temelji na formulah, združenih z električnim privlačenjem. Nasprotno pa je natrijev silikat podoben plastiki na osnovi ogljika, saj so vezi silicij-kisik-silicij med posameznimi monomeri kovalentne. Polimerna narava matriksa natrijevega silikata in polarni značaj atomov kisika in natrija omogočata vezavo molekul vode znotraj polimerne matrice. Zato v vodnih alotropih pogosto obstajajo izdelki iz natrijevega silikata. (Wells, "Strukturna anorganska kemija").

Shema sinteze snovi vključuje kombinacijo natrijevega karbonata (Na2CO3) in silicijevega dioksida (SiO2) pod pogoji, ki zadoščajo za taljenje obeh reaktantov. Natrijev silikat se proizvaja po tej metodi z zadostno učinkovitostjo, da je komercialno uporaben. (Greenwood, "Kemija elementov")

Zaradi fizikalnih lastnosti snovi na osnovi natrijevega silikata so zelo privlačne za komercialno / industrijsko uporabo. Tekočine in trdne snovi na osnovi natrijevega silikata, ki jih proizvaja PQ Corporation, imajo gostoto od 1,6 g / kubični cm. do približno 1,4 g / kubični cm. Upoštevajte tudi, da tabele podatkov vsebujejo informacije o opazovanem stanju vsakega izdelka v zmernih pogojih. Izdelki iz natrijevega silikata so v obliki bele trdne snovi in ​​različnih tekočin z vidno različnimi lastnostmi. Razlike v reakcijskih pogojih in proizvodnih metodah vodijo do bistrih, neprozornih in "sirupastih" izdelkov iz vodne steklene vode. (PQ, "Natrijevi silikati. Izdelki in specifikacije ")

Uporaba se razlikuje glede na način izdelave, kakovost izdelka in sredstvo za nastavitev. Podjetje Schundler na primer našteva različne namene uporabe izdelkov iz natrijevega silikata v poglavju "Uporaba perlita / silikatnih kompozitov". Zaradi molekularne strukture natrijevega silikata, ki vsebuje hidrate, vodna stekla deluje kot tesnilo, ki se aktivira z zadostnim segrevanjem. Če je treba razpoko v kovinskih strojih zatesniti, se v vsako razpoko zloma vlije "tekoče steklo" iz natrijevega silikata. Po segrevanju na približno 200 stopinj Fahrenheita molekule vode v matriksu natrijevega silikata izhlapijo in ostanejo trde, krhke tesnilne mase. (Schundler, "Silikatni sestavki za visokotemperaturno izolacijo")

Izdelke natrijevega silikata raziskujejo za odvajanje toplote. Kot navaja navedena publikacija, so elektronske naprave med drugim omejene s toploto, ki jo ustvarja električni tok. Če elektronski vodnik ni popoln (superprevodnik), se ustvari toplota. Čeprav je zelo majhen, kumulativni učinek gostih elektronskih vezij zadostuje, da ogrozi fizično integriteto komponent. Da bi toploto učinkoviteje odvajali v okolje, preučujejo natrijev silikat. Raziskani so različni toplotni vmesniki, debelina disipaterja in tlak disipaterja, da se olajša nadaljnja elektronska miniaturizacija. (SUNY, „Termični vmesnik natrijevega silikata“)