Silice colloïdale/sol de silice série acide est une dispersion de particules de silice à l'échelle nanométrique avec une dispersibilité et une stabilité élevées. Il est largement utilisé dans le moulage de précision, les supports de catalyseurs, les revêtements, les produits céramiques et la fabrication du papier. La dispersibilité du sol de silice affecte directement ses performances et son effet dans l'application, il est donc important de comprendre quels facteurs affectent sa dispersibilité.

1. Taille des particules et distribution granulométrique
La taille des particules de silice colloïdale est un facteur important pour déterminer leur dispersibilité. D'une manière générale, plus les particules de silice dans le sol de silice sont petites, plus sa surface spécifique est grande et plus son énergie de surface est élevée, sa dispersibilité est donc meilleure. Les particules petites et uniformes peuvent être plus facilement séparées les unes des autres dans la solution et maintenir un bon état de dispersion. Si la répartition granulométrique est inégale, les particules plus grosses ont tendance à s’agréger, ce qui entraîne une diminution de la dispersibilité.
Les facteurs affectant la taille des particules sont les suivants.
Méthode de préparation : Le sol de silice est généralement préparé par la méthode sol-gel. La taille des particules peut être ajustée en contrôlant les conditions de la réaction d'hydrolyse, telles que la température, la valeur du pH et le temps de réaction.
Stabilisateur de particules : Pendant le processus de préparation, l'ajout d'une quantité appropriée de stabilisant permet de contrôler la croissance et l'agrégation des particules, obtenant ainsi une taille de particule uniforme.

2. Valeur du pH
La dispersibilité du sol de silice est étroitement liée à la valeur du pH de la solution. Les sols de silice de la série acide présentent une bonne dispersibilité à des valeurs de pH inférieures. Le pH de la solution affecte la répartition des charges à la surface des particules de silice, ce qui à son tour affecte la répulsion électrostatique entre les particules.
Dans des conditions acides (pH 2-4) : La surface du sol de silice est chargée positivement, ce qui provoque une répulsion entre les particules et empêche l'agrégation des particules, la dispersibilité est donc bonne.
Dans des conditions neutres ou alcalines : à mesure que la valeur du pH augmente, la charge à la surface des particules diminue, la répulsion électrostatique s'affaiblit et les particules sont plus susceptibles de s'agréger, ce qui entraîne une diminution de la dispersibilité. Par conséquent, les sols de silice de série acide sont généralement plus stables dans des environnements acides.

3. Force ionique
La force ionique est un autre facteur important affectant la dispersibilité des sols de silice. La concentration en ions dans la solution affecte l'effet de protection contre les charges à la surface des particules colloïdales. À mesure que la concentration en ions dans la solution augmente, la charge à la surface des particules est partiellement neutralisée, la répulsion électrostatique est affaiblie et les particules sont plus susceptibles de s'agréger, ce qui entraîne une mauvaise dispersibilité.
Faible force ionique : à faible force ionique, la répulsion électrostatique à la surface des particules de sol de silice est forte, les particules ne sont pas faciles à entrer en contact les unes avec les autres et une bonne dispersibilité est maintenue.
Force ionique élevée : dans les solutions à force ionique élevée, l'effet de protection ionique est amélioré, la répulsion électrostatique est affaiblie, les particules sont plus susceptibles de s'agréger et la dispersibilité est faible. Par conséquent, lors de l’application d’un sol de silice, il est nécessaire de contrôler la concentration en ions dans la solution pour éviter une diminution de la dispersibilité due à une force ionique excessive.

4. Température
La température a également un certain effet sur la dispersibilité du sol de silice. Les changements de température modifieront l’état de mouvement des particules dans le sol de silice et la viscosité de la solution, affectant ainsi sa dispersibilité.
Basse température : À basse température, l'énergie cinétique des particules dans le sol de silice est faible, la viscosité de la solution est élevée, les particules se déplacent lentement et la dispersibilité est mauvaise. Une température basse à long terme peut provoquer une agrégation et des précipitations de particules.
Haute température : une température élevée augmentera l'énergie cinétique des particules et la fluidité de la solution, et la dispersibilité peut être améliorée en peu de temps, mais si la température est trop élevée, les particules colloïdales s'aggloméreront, réduisant ainsi la dispersibilité. . Par conséquent, le contrôle de la plage de température appropriée permet de maintenir la stabilité et la dispersibilité du sol de silice.

5. Modificateur de surface
Lors de la préparation et de l'utilisation du sol de silice, des modificateurs de surface ou des dispersants sont souvent ajoutés pour améliorer sa dispersibilité. Ces additifs peuvent former une couche protectrice à la surface des particules pour empêcher le contact direct et l'agrégation entre les particules.
Modification de surface : grâce à un traitement de modification chimique, des groupes fonctionnels spécifiques tels que des groupes hydroxyle et carboxyle peuvent être introduits à la surface des particules de silice pour améliorer la force répulsive entre les particules, améliorant ainsi la dispersibilité.
Dispersant : Le dispersant peut réduire efficacement la force d'interaction entre les particules et améliorer la dispersibilité du sol de silice en solution, en particulier dans les solutions à haute concentration ou les environnements complexes. Le rôle des dispersants est particulièrement important.

6. Concentration
La concentration du sol de silice est également un facteur clé affectant la dispersibilité. À faibles concentrations, l'interaction entre les particules colloïdales est faible, il y a suffisamment d'espace entre les particules pour la dispersion et la dispersibilité est bonne. Cependant, à des concentrations élevées, la distance entre les particules diminue, la fréquence de collision entre les particules augmente et l'agrégation est facilement provoquée, ce qui entraîne une dispersibilité réduite. Par conséquent, dans les applications pratiques, la concentration du sol de silice doit être contrôlée en fonction de l'environnement d'utilisation spécifique pour garantir sa bonne dispersibilité.