Natriumsilicaat, algemeen bekend als "waterglas", is prominent vanwege de brede commerciële en industriële toepassing. Het is vaak samengesteld uit een zuurstof-siliciumpolymeer-hoofdketen die water huisvest in moleculaire matrixporiën. Natriumsilicaatproducten worden vervaardigd als vaste stoffen of dikke vloeistoffen, afhankelijk van het beoogde gebruik. Zo functioneert waterglas als afdichtmiddel in metaalcomponenten. Tenslotte, hoewel de productie van natriumsilicaat een volwassen industrie is, is er doorlopend onderzoek voor nieuwe toepassingen gezien de warmtegeleidende eigenschappen.

Moleculaire samenstelling

Natriumsilicaat is een silicium-zuurstofpolymeer dat ionisch natrium bevat ( Na +) componenten. Een dergelijke moleculaire rangschikking verschilt van typische ionische materialen zoals zout, die is gebaseerd op formule-eenheden verenigd door elektrische aantrekking. Daarentegen is natriumsilicaat vergelijkbaar met op koolstof gebaseerde kunststoffen, aangezien silicium-zuurstof-siliciumbindingen tussen elk monomeer covalent zijn. De polymeerachtige aard van de natriumsilicaatmatrix evenals het polaire karakter van zuurstof- en natriumatomen maakt binding van watermoleculen in de polymeermatrix mogelijk. Daarom bestaan ​​natriumsilicaatproducten vaak in waterhoudende allotropen. (Wells, "Structural Anorganic Chemistry").

Synthesis

Een syntheseschema voor de stof betreft een combinatie van natriumcarbonaat (Na2CO3) en siliciumdioxide (SiO2) onder omstandigheden die voldoende zijn om beide te smelten. reactanten. Natriumsilicaat wordt met deze methode geproduceerd met voldoende efficiëntie om commercieel te worden gebruikt. (Greenwood, "Chemistry of the Elements")

Fysische eigenschappen

Fysische eigenschappen van op natriumsilicaat gebaseerde stoffen maken ze zeer aantrekkelijk voor commercieel /industrieel gebruik. Vloeistoffen en vaste stoffen op basis van natriumsilicaat en geproduceerd door PQ Corporation hebben een dichtheid van 1,6 g /kubieke cm. tot ongeveer 1,4 g /kubieke cm. Merk ook op dat de gegevenstabellen informatie bevatten over de waargenomen toestand van elk product in gematigde omstandigheden. Natriumsilicaatproducten bestaan ​​als witte vaste stof en een verscheidenheid aan vloeistoffen met zichtbaar verschillende eigenschappen. Verschillen in reactieomstandigheden en productiemethoden leiden tot heldere, ondoorzichtige en "stroperige" waterglasproducten. (PQ, "Natriumsilicaten, producten en specificaties")

Gebruiken

Het gebruik is afhankelijk van de productiemethode, productkwaliteit en het instellen van de agent. De Schundler-onderneming somt bijvoorbeeld diverse toepassingen op van natriumsilicaatproducten in "Toepassing van perliet /silicaat-composieten". Vanwege de moleculaire structuur van natriumsilicaat met hydraten functioneert het waterglas als een afdichtingsmiddel dat wordt geactiveerd door voldoende verwarming. Als een barst in metalen machines moet worden afgedicht, sijpelt gegoten natriumsilicaat "vloeibaar glas" in elke spleet van de breuk. Bij verwarming tot ongeveer 200 graden Fahrenheit verdampen watermoleculen in de natriumsilicaatmatrix, waardoor een hard, broos dichtingsproduct overblijft. (Schundler, "Silicate Composites for High-Temperature Insulation")

Research in

Producten van natriumsilicaat worden onderzocht voor gebruik bij warmtedissipatie. Zoals de geciteerde publicatie vermeldt, worden elektronische apparaten beperkt door, onder andere, warmte die wordt opgewekt door elektrische stroom. Tenzij een elektronische geleider perfect is (een supergeleider), wordt warmte gegenereerd. Hoewel het individueel is, is het cumulatieve effect van dichte elektronische circuits voldoende om de fysieke integriteit van een component te bedreigen. Om warmte efficiënter aan het milieu af te voeren, wordt natriumsilicaat bestudeerd. Verschillende thermische interfaces, de dikte van de dissipator en de druk van de dissipator worden onderzocht om verdere elektronische miniaturisatie mogelijk te maken. (SUNY, "Sodium Silicate Thermal Interface")