Hvad er natriumsilikat?

Natriumsilicat, almindeligt kendt som "vandglas", er fremtrædende på grund af bred kommerciel og industriel anvendelse. Det er ofte sammensat af et oxygen-siliciumpolymer-rygradshusvand i molekylære matrixporer. Natriumsilicatprodukter fremstilles som faste stoffer eller tykke væsker afhængigt af den tilsigtede anvendelse. For eksempel fungerer vandglass som tætningsmiddel i metalkomponenter. Endelig, selv om natriumsilicatproduktionen er en moden industri, er der løbende forskning i nye applikationer med sine varmeledende egenskaber.

Molekylær sammensætning

Natriumsilicat er en silicium-oxygen-polymer indeholdende ionisk natrium ( Na +) komponenter. Et sådant molekylært arrangement er forskelligt fra typiske ioniske materialer, såsom salt, som er baseret på formel enheder forenet af elektrisk attraktion. I modsætning hertil svarer natriumsilicat til carbonbaseret plast, da silicium-oxygen-siliciumbindinger mellem hver monomer er kovalente. Den polymerlignende natur af natriumsilikatmatrixen såvel som polariteten af ​​oxygen og natriumatomer muliggør binding af vandmolekyler inde i polymermatrixen. Derfor findes natriumsilicatprodukter ofte i vandige allotrope. (Wells, "Structural Inorganic Chemistry").

Syntese

En synteseordning for stoffet indebærer en kombination af natriumcarbonat (Na2CO3) og siliciumdioxid (SiO2) under betingelser, der er tilstrækkelige til at smelte begge reaktanter. Natriumsilicat fremstilles ved denne fremgangsmåde med tilstrækkelig effektivitet til at være kommerciel anvendelse. (Greenwood, "Elementets kemi")

Fysiske egenskaber

Fysiske egenskaber ved natriumsilikatbaserede stoffer gør dem meget attraktive til kommerciel /industriel anvendelse. Væsker og faste stoffer baseret på natriumsilicat og fremstillet af PQ Corporation har en tæthed på 1,6g /kubik cm. til ca. 1,4 g /kubik cm. Bemærk også, at datatabellerne indeholder oplysninger om den observerede tilstand for hvert produkt under moderate forhold. Natriumsilicatprodukter findes som hvidt faststof og en række forskellige væsker med synligt forskellige egenskaber. Forskelle i reaktionsbetingelser og fremstillingsmetoder fører til klare, uigennemsigtige og "sirupede" vandglasprodukter. (PQ, "Natriumsilikater, Produkter og Specifikationer")

Brug

Brug varierer afhængigt af fremstillingsmetode, produktkvalitet og indstillingsmiddel. For eksempel viser Schundler Company forskellige anvendelser for natriumsilicatprodukter i "Anvendelse af perlit /silikatkompositter". På grund af natriumsilikatmolekylstrukturen, der inkorporerer hydrater, fungere vandglasset som tætningsmiddel aktiveret ved tilstrækkelig opvarmning. Hvis en revne i metalliske maskiner skal forsegles, hældes natriumsilicat "flydende glas" i hver sprække i bruddet. Ved opvarmning til ca. 200 grader Fahrenheit fordampes vandmolekyler i natriumsilicatmatrixen, hvilket efterlader et hårdt, skørt tætningsmiddel. (Schundler, "Silikatkompositter til højtemperaturisolering")

Forskning

Natriumsilicatprodukter undersøges for brug af varmeafledning. Som anført i offentliggørelsen er elektroniske enheder begrænset af blandt andet varme genereret af elektrisk strøm. Medmindre en elektronisk leder er perfekt (en superleder), genereres varme. Selvom det er meget lille individuelt, er den kumulative effekt af tætte elektroniske kredsløb nok til at true komponents fysiske integritet. For at udbrede varmen mere effektivt til miljøet studeres natriumsilicat. Forskellige termiske grænseflader, dissipatertykkelse og dissipatortryk undersøges for at lette yderligere elektronisk miniaturisering. (SUNY, "Sodium Silicate Thermal Interface")