Що таке силікат натрію?

Силікат натрію, широко відомий під назвою «водяний скло», відомий завдяки широкому комерційному та промисловому застосуванню. Він часто складається з киснево-силіконової полімерної основи, що містить воду в порах молекулярної матриці. Вироби із силікату натрію виготовляються у вигляді твердих речовин або густих рідин, залежно від призначення. Наприклад, водний скло виконує функцію герметика в металевих компонентах. Нарешті, незважаючи на те, що виробництво силікату натрію є зрілою галуззю промисловості, проводяться постійні дослідження щодо нових застосувань, враховуючи його теплопровідні властивості.

Силікат натрію - це кремній-кисневий полімер, що містить іонні компоненти натрію (Na +). Таке молекулярне розташування відрізняється від типових іонних матеріалів, таких як сіль, яка базується на формульних одиницях, об'єднаних електричним притяганням. На відміну від цього, силікат натрію схожий на пластмаси на основі вуглецю, оскільки зв’язки кремній-кисень-кремній між кожним мономером є ковалентними. Полімерна природа матриці силікату натрію, а також полярний характер атомів кисню та натрію дозволяють зв’язувати молекули води всередині полімерної матриці. Тому продукти силікату натрію часто існують у водних алотропах. (Уеллс, "Структурна неорганічна хімія").

Схема синтезу речовини включає поєднання карбонату натрію (Na2CO3) та діоксиду кремнію (SiO2) за умов, достатніх для розплавлення обох реагентів. Цим способом виробляють силікат натрію з достатньою ефективністю для комерційного використання. (Грінвуд, "Хімія елементів")

Фізичні властивості речовин на основі силікату натрію роблять їх дуже привабливими для комерційного / промислового використання. Рідини та тверді речовини на основі силікату натрію, вироблені корпорацією PQ, мають щільність від 1,6 г / куб. См. приблизно до 1,4 г / куб. см. Також зауважте, що таблиці даних містять інформацію про спостережуваний стан кожного товару за помірних умов. Вироби із силікату натрію існують у вигляді твердої речовини білого кольору та різноманітних рідин із помітно різними властивостями. Різниця в умовах реакції та способах виготовлення призводить до отримання прозорих, непрозорих та «сиропоподібних» продуктів із водяного скла. (PQ, "Силікати натрію. Продукти та технічні характеристики ")

Використання залежить від способу виготовлення, сорту продукту та затверджувача. Наприклад, компанія Schundler перелічує різні способи використання силікатних натріїв у "Застосуванні перліту / силікатних композитів". Завдяки молекулярній структурі силікату натрію, що містить гідрати, водяний скло функціонує як герметик, що активується при достатньому нагріванні. Якщо тріщину в металевих машинах потрібно загерметизувати, у кожну щілину перелому просочується «рідке скло» із силікату натрію. При нагріванні до приблизно 200 градусів за Фаренгейтом молекули води в матриці силікату натрію випаровуються, залишаючи твердий крихкий герметик. (Шундлер, "Силікатні композиції для високотемпературної ізоляції")

Силікатні натрієві продукти досліджуються для використання тепловіддачі. Як зазначається у цитованій публікації, електронні пристрої обмежені, серед іншого, теплом, що виробляється електричним струмом. Якщо електронний провідник не ідеальний (надпровідник), генерується тепло. Хоча дуже малий окремо, сукупного ефекту щільних електронних схем достатньо, щоб загрожувати фізичній цілісності компонентів. Для більш ефективного розсіювання тепла в навколишнє середовище вивчається силікат натрію. Для полегшення подальшої електронної мініатюризації досліджуються різні теплові інтерфейси, товщина розсіювача та тиск розсіювача. (SUNY, “Тепловий інтерфейс силікату натрію”)