sílice coloidal

Las sílices coloidales son suspensiones de partículas finas de sílice amorfas , no porosas y típicamente esféricas en una fase líquida. Se pueden producir mediante el proceso de Stöber a partir de ortosilicato de tetraetilo (TEOS).

Por lo general, se encuentran suspendidos en una fase acuosa estabilizada electrostáticamente. Las sílices coloidales presentan densidades de partículas en el rango de 2,1 a 2,3 g/ ^cm³ .

La mayoría de las sílices coloidales se preparan como suspensiones monodispersas con tamaños de partícula que oscilan entre aproximadamente 30 y 100  nm de diámetro. También se pueden sintetizar suspensiones polidispersas, que presentan límites de tamaño de partícula similares. Las partículas más pequeñas son difíciles de estabilizar, mientras que las partículas de más de 150 nanómetros tienden a sedimentarse.

Las sílices coloidales se preparan con mayor frecuencia mediante un proceso de varias etapas en el que una solución de silicato alcalino se neutraliza parcialmente, lo que conduce a la formación de núcleos de sílice . Las subunidades de las partículas de sílice coloidal suelen tener un tamaño de entre 1 y 5  nm. La unión de estas subunidades depende de las condiciones de polimerización. La acidificación inicial de una solución de silicato de sodio produce Si(OH) _₄ .

Si el pH se reduce por debajo de 7 o si se añade sal, las unidades tienden a fusionarse formando cadenas. Estos productos se denominan a menudo geles de sílice . Si el pH se mantiene ligeramente alcalino, las subunidades permanecen separadas y crecen gradualmente. Estos productos se denominan a menudo sílice precipitada o soles de sílice. Los iones de hidrógeno de la superficie de la sílice coloidal tienden a disociarse en solución acuosa, generando una alta carga negativa. Se sabe que la sustitución de algunos átomos de Si por Al aumenta la carga coloidal negativa, especialmente cuando se evalúa a un pH inferior al punto neutro. Debido a su tamaño muy pequeño, la superficie de la sílice coloidal es muy grande.

La suspensión coloidal se estabiliza ajustando el pH y luego se concentra, generalmente por evaporación. La concentración máxima que se puede obtener depende del tamaño de las partículas. Por ejemplo,  las partículas de 50 nm se pueden concentrar hasta más del 50 % en peso de sólidos, mientras que  las partículas de 10 nm solo se pueden concentrar hasta aproximadamente el 30 % en peso de sólidos antes de que la suspensión se vuelva demasiado inestable.

• En la fabricación de papel, la sílice coloidal se utiliza como agente de drenaje. Aumenta la cantidad de almidón catiónico que se puede retener en el papel. El almidón catiónico se añade como agente de encolado para aumentar la resistencia en seco del papel.
• Aglutinantes de alta temperatura
• Fundición a la cera perdida : se utiliza como aglutinante inorgánico en los moldes.
• Un abrasivo para pulir obleas de silicio.
• Papel autocopiativo
• Como aglutinante o fuente de sílice en catalizadores.
• Desecante
• Como lubricante en la fabricación de cápsulas y comprimidos farmacéuticos. ^{[ 1 ]}
• Estabilización y rigidización de mantas de fibra cerámica refractaria
• Recubrimientos resistentes a la abrasión
• Aumenta la fricción : se utiliza para recubrir suelos encerados, fibras textiles , cartones y vías férreas para mejorar la tracción.
• Antimanchas: rellena los microporos para evitar que la suciedad y otras partículas se adhieran a los tejidos.
• Tensioactivo: se utiliza para flocular , coagular , dispersar , estabilizar , etc.
  • El dióxido de silicio líquido (sílice coloidal) se utiliza como agente clarificante para vinos y zumos .
• Absorbente
• La sílice coloidal se utiliza en densificadores de hormigón y en hormigón pulido .
• En la fabricación de puntos cuánticos , pequeños semiconductores utilizados en diversos entornos de investigación científica.
• Porosidad reducida y mayor protección contra la reacción álcali-sílice (RAS). ^{[ 2 ]}

• Dióxido de silicio