硅溶胶稳定性的分析

huihe2016

硅溶胶是无定型SiO2粒子在水中的分散体系，根据pH值大小可分为酸性及碱性硅溶胶。由于硅溶胶中的SiO2：粒子具有较大的表面活性，经过表面改性又能与有机聚合物混溶，因此被应用于有机及无机材料的粘接剂。硅溶胶具有良好的性能，我们希望在使用过程中更加稳定，需要对硅溶胶稳定性因素较为透彻的了解，以便防止在使用过程中凝胶。 通过对PH、粒径、二氧化硅质量分数、电解质等因素对硅溶胶稳定性进行分析：
一、pH对硅溶胶稳定性的影响：
硅溶胶在PH<2时，酸度过强，而致使硅溶胶颗粒碰撞剧烈，而凝胶。当硅溶胶pH在2-4区域内，胶粒表面吸附了足够的氢离子， 电位出了临界值，体系重又有了稳定性。凝胶化时间延长，从而使得硅溶胶处于亚稳态，稳定化时间为6个月。
当硅溶胶pH在4～7区域内，体系的粘度急剧增大，体系形成胶团状物，因而如果在此区域内，硅溶胶将马上凝胶，不能再使用。
pH在7.5-8.5的区域内，硅溶胶胶体最外层正电荷离子增加,体系重新恢复稳定性，稳定期为3个月。
pH在9.0-10.5的区域内，硅酸根外电层吸附了足够的正电荷离子，形成稳定的介电层，稳定期长达1年，不易凝胶。
二、粒径硅溶胶二氧化硅质量分数对硅溶胶的稳定性影响
硅溶胶粒径一般在8-120nm,硅溶胶粒径在8-20nm区域内，硅溶胶二氧化硅质量分在<40%,稳定性良好；而随着硅溶胶二氧化硅质量分数>41的增加稳定性变差，最终在短期内凝胶。粒径在30-120nm,硅溶胶二氧化硅颗粒较大，不易碰撞，二氧化硅质量分数可以达到50%，使得硅溶胶稳定性增强，稳定期长达一年以上。
三、电解质对硅溶胶胶凝有影响
电解质的加入，改变了体系的pH值所致。电解质水解使溶液中H+和OH- 离子浓度发生了变化,电荷减少,硅溶胶的稳定性就会受影响。在硅溶胶中添加大量的电解质会发生凝胶化而不能使用。