Silice colloïdale - Chimie et Propriétés

L'émulsion de silice colloïdale est une émulsion liquide à faible viscosité. La silice colloïdale est disponible dans de nombreuses qualités, mais toutes les particules de silice colloïdale sont constituées de particules de silice colloïdale dont la taille varie d'environ 2 nm à environ 150 nm

Les particules peuvent être de forme sphérique ou légèrement irrégulière et peuvent exister sous forme de particules discrètes ou d'agrégats légèrement structurés. Ils peuvent également exister dans une gamme plus étroite ou plus large de tailles de particules, selon le procédé par lequel ils ont été produits.

La proportion pondérale maximale de silice dans la dispersion est limitée en fonction de la taille moyenne des particules. Les dispersions avec des diamètres moyens plus petits ont des surfaces spécifiques plus grandes et sont limitées à des dispersions à faible concentration. A l'inverse, une émulsion avec un diamètre moyen plus grand a une surface spécifique globale plus petite, et une émulsion à concentration plus élevée peut être utilisée.

L'apparence des émulsions de silice colloïdale dépend largement de la taille des particules. Les dispersions de petites particules de silicium (< 10 nm) sont généralement claires. Les dispersions de taille moyenne (10-20 nm) commencent à prendre un aspect opaque au fur et à mesure que la lumière est diffusée. Les dispersions contenant des particules de silice colloïdale plus grosses (> 50 nm) sont généralement de couleur blanche.

Les dispersions de gel de silice standard sont stables contre la gélification et la précipitation sur une plage de pH de 8 à 10,5. Ces gels de silice sont stabilisés avec une base (généralement une base de sodium, de potassium ou de lithium) ou stabilisés avec de l'ammoniaque. Dans ces conditions, les particules sont chargées négativement. Les dispersions peuvent être déstabilisées en ajoutant des espèces électrolytiques en excès (sodium, calcium, chlorure, lithium, potassium). Ces particules de silice colloïdale réalisent une stabilisation de charge anionique supplémentaire en incorporant de l'aluminium dans la couche de surface des particules de silice pour former des sites d'aluminosilicate.

Une version à faible pH de la silice colloïdale est également disponible par adsorption d'alumine cationique sur la surface des particules. Cela produit des particules cationiques (généralement du chlorure) qui sont stabilisées avec une espèce anionique. Le pH de ces émulsions était stable en dessous de 4. Des séries de pH bas peuvent également être obtenues par dispersion entièrement déminéralisée. Ces séries sont stables en dessous de pH 3 sans la présence d'ions stabilisants.

De plus, la stabilité de l'émulsion peut également être améliorée par une modification de surface du silane. Les groupements silanol peuvent être des groupements silanol isolés, voire des groupements silanediol (groupements silanediol) ou des groupements acide phtalique. Ces silanes fournissent non seulement des sites réactifs pour le greffage d'autres produits chimiques, mais empêchent également physiquement la formation de ponts siloxane, conduisant à la formation d'agrégats ou de structures de gel, augmentant ainsi la stabilité.