07/01 1392
چشم انداز
- نوشته شده توسط مهندس دهقان
- دسته: Sample Data-Articles
چشم انداز سیلیس کلوئیدی
تاریخچه
این تکنولوژی در سال 1930s زمانی که شرکت I.G. شروع به فروش و تولید سیلیکا سل 10٪ نمود آغاز شد. از آن زمان به بعد دیسپرسیونهای سیلیس کلوئیدی آمورف به صورت تجاری در دسترس بوده است. در سال 1950 هنگامی که دیسپرسیونها در غلظت های بالاتر جامد ساخته شدند کاربرد گسترده تری پیدا کرد. به دلیل پیشرفت تکنولوژی در تبادل یونی که منجر به تولید سطوح پایین تری از یون های نا پایدار و ناخالص میشود به بهبودی در پایداری های کلوئیدی و افزایش های پی در پی در غلظت منجر میشود.
از آن زمان به بعد، استفاده از سیلیس کلوئیدی و همچنین تنوع درجات دیسپرسیون سیلیس کلوئیدی افزایش یافته است. امروزه، پراکندگی سیلیس کلوئیدی موجود در انواع مختلفی از درجات، توسط اندازه ذرات، ساختار، غلظت، pH، بارهای سطحی و تغییر سطح تعیین شده است.
ویژگی و شیمی
سیلیس کلوئیدی دیسپرس سیال و با ویسکوزیته پایین می باشد. بسیاری از غلظت های سیلیکا کلوئیدی وجود دارد، اما همه آنها از ذرات سیلیس در اندازه ای از حدود 3 نانومتر تا حدود 150 نانومتر تشکیل شده است. این ذرات ممکن است به شکل کروی یا کمی نامنظم باشند، و آنها ممکن است در حال حاضر به عنوان ذرات گسسته یا ساختار دانه دانه باشند . بسته بر روند که در آن ایجاد شد - این ذرات نیز ممکن است در حال حاضر در محدوده اندازه ذرات باریک یا عریض باشد.
حداکثر کسری وزن از سیلیکا در پراکندگی بر اساس میانگین اندازه ذرات محدود می شود. دیسپرسیون با قطر میانگین کوچکتر سطح خاص بزرگتری دارند و به دیسپرسیون غلظت کم محدود می شوند. برعکس، دیسپرسیون با قطر میانگین بزرگتر مناطق سطح خاص کمتر و دیسپرسیون های غلیظ شده بیشتر در دسترس هست.
در ظاهر پراکندگی سیلیس کلوئیدی تا حد زیادی به اندازه ذرات بستگی دارد. دیسپرسیون با ذرات سیلیس کوچک (کمتر از 10 نانومتر) به طور معمول کاملا روشن است . دیسپرسیون متوسط( 10-20 نانومتر) شروع ظاهرآ opalecent را به صورت نور پراکنده شده است. دیسپرسیون حاوی ذرات سیلیس کلوئیدی بزرگ(بیشتر از 50 نانومتر) به طور معمول سفید است.
استاندارد پراکندگی سیلیس کلوئیدی در مقابل ژل در محدوده pH از 10.5 - 8 پایدار هستند. این سیلیکا کلوئیدی بار تثبیت شده با قلیا(سدیم، پتاسیم، لیتیم و یا به طور معمول مواد قلیایی) و یا تثبیت شده با آمونیاک دارد. تحت این شرایط، ذرات بار منفی دارند. پراکندگی را می توان با اضافه کردن انواع اضافی الکترولیت(سدیم، کلسیم، کلراید، لیتیم، پتاسیم) پایدار کرد. این ذرات سیلیس کلوئیدی می تواند به بار آنیونی اضافی پایداری برسند زمانی که مکان های آلومینیوم سیلیکات بوسیله ادغام آلومینیوم با لایه های سطحی ذرات سیلیکا تشکیل شده باشند.
نسخه های پایین PH سیلیکا کلوئیدی بوسیله جذب از اکسید آلومینیوم کاتیونی بر روی سطح ذرات در دسترس هستند. این نتایج در ذرات کاتیونی که با گونه های آنیونی - که معمولا کلرید است تثبیت شده است. این پراکندگی ها زیر pH برابر با 4 پایدار هستند.
درجات کم pH همچنین می تواند توسط دیونیزه کردن کامل پراکندگی به دست آمده باشند. این درجات حضور یون پایدار نیاز ندارد و در pH زیر3 پایدار هستند.
پایداری پراکندگی را می توان با تغییر سطوح به ترکیب سیلان افزایش داد. گروه سیلانول را می توان گروه های سیلانول جداشده یا geminal (گروه هایsilanediol)یا انواع مجاور طبقه بندی کرد . نه تنها این سیلان مکانهای واکنش را برای پیوند با مواد شیمیایی دیگر فراهم میکند، بلکه پایداری پیشرفته را بوسیله ممانعت فیزیکی از تشکیل پل سیلوکسان است که می تواند در تشکیل aggrigates یا ساختارهای های ژل کمک کند فراهم میکنند.
به تازگی محققان شرکت صنایع نانو سیلیس ایساتیس یزد با دستیابی به فناوری تولید ژل و پودر نانو سیلیکا، موفق به تولید صنعتی این ماده با کاربردهای گسترده در صنایع ساختمان و لاستیک شدند.
نانو سیلیس شامل مجموعه‌ای از ذرات کوچکSiO2 است که از طریق پیوندهای شیمیایی به یکدیگر متصل شده و ذرات بزرگتری را تشکیل می‌دهند. مزیت اصلی نانو سیلیس در مقایسه با سیلیس، گستره سطح بالای این ماده است که باعث میشود در بستر مورد استفاده بر همکنش بیشتری از خود نشان دهد.
نانو سیلیس کاربردهای متنوعی دارد، از جمله در صنایع رنگ به عنوان مات کننده، افزایش دهنده غلظت و افزایش دهنده مقاومت محیطی و خواص سایشی استفاده میشود.
نانو سیلیس، کاملا شفاف است و می‌تواند در پوشش‌های شفاف مورد استفاده قرار گیرد.
همچنین نانو سیلیس می تواند در صنعت لاستیک به عنوان پرکننده استفاده شده و استحکام و طول عمر لاستیک را افزایش دهد. این جایگزینی علاوه بر حذف مشکلات زیست محیطی دوده، مصرف انرژی جهت حرکت و میزان صدای ناشی از حرکت را کاهش می‌دهد.
نانو سیلیس در سازه‌های بتنی و ترکیبات سیمانی، مقاومت محیطی بتن نهایی حاصل را افزایش می‌دهد. استفاده از این ماده همچنین باعث بهبود خواص سایشی و استحکام ترکیب در کنار کاهش نفوذپذیری و کاهش حجم خشک سیمان میشود.
این ژل و پودر نانوسیلیس برای اولین بار در کشور در مقیاس صنعتی تولید میشود، در حال حاضر ظرفیت تولید ژل و پودر نانو سیلیس 200 تن در سال است که می‌توان این میزان را به 3000 تن در سال افزایش داد. این در حالی است که هم اکنون نیاز صنایع لاستیک، رنگ و سیمان به این پودر پنج هزار تن در سال است که از طریق واردات از کشورهای اروپایی تامین میشود.
قیمت هر کیلوگرم نمونه خارجی ژل 3 دلار و نمونه خارجی پودر 11 دلار است که نمونه داخلی با یک چهارم قیمت نمونه مشابه خارجی عرضه میشود.
بازار بالقوه مصرف نانوسیلیس در صنعت لاستیک حدود 630 تن در سال، صنعت رنگ حدود 500 تن در سال و سیمان برابر با 52 هزار و 500 تن در سال است. کل بازار نانوسیلیس در کشور در صورت تحقق 50 درصد پیش‌بینی‌ها، 189 میلیارد تومان در سال برآورد میشود.