硅溶胶-PPT（精）课件.pptx

硅溶胶

组员：朱宏博陈诗祥刘念黄栋

硅溶胶的简介

硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，又名硅酸溶胶，或二氧化硅水溶胶，由于硅溶胶中的SiO2含有大量的水及羟基，故硅溶胶也可以表述为SiO2.nH₂O,是一种用途十分广泛的高分子材料，最早的研究可以追溯到1915年，当时美国人Schwerin首次以水玻璃为原料，采用电渗析法制备出含SiO2质量分数为2.4%的硅溶胶，不过由于浓度太低难以得到实际应用。直到1941年美国人Bird采用离子交换法制得，稳定且浓度较高的硅溶胶才使硅溶胶得以大规模的生产和应用。

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硅溶胶的性质

硅溶胶外观为乳白色半透明的胶体溶液，无嗅

无毒，多呈稳定的碱性，少数呈酸性，硅溶胶中SiO2的质量分数一般为10%～35%,高时可达

粒径范围一般在5nm100nm,即处于纳米尺度，与一般粒径为0.1μm～10μm的乳液相比，颗粒要小得多，粒子本身无色透明。粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好。

为50m2/g～400m2/g

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国产硅溶胶的主要缺点

■杂质含量高，二氧化硅的浓度低。

■颗粒大小无严格控制、颗粒比表面不受严格检测。

■酸性或中性条件下稳定性差。

■使用周期短、或多或少带点颜色。

■品种少。

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国际硅溶胶消费现状分析

一、国际硅溶胶区域消费现状

2007年世界上硅溶胶年消费量达2.5万t-2.8万

t(以SiO2计)。美国、英国、日本和瑞士是世界上主要的硅溶胶生产国。国际市场主要集中在美国、日本、英国、韩国、欧盟等国。而发展中的国家需求量也在逐年增加，生产能力不强，而中国硅溶胶出口份额较少，而国际市场需求量大。

二、国际硅溶胶消费结构现状

硅溶胶的用途很广，从国防航天到普通老百姓生活中都需求目前随着高科技硅晶片产品不断引进扩大生产，硅溶胶在电子元器件上的需求量不断

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扩大，硅溶胶在硅晶片生产中作为研磨清洗

剂是目前市场需求很大的一个品种。

用硅溶胶作为催化剂载体纯度高，采用不同粒径硅溶胶就可以控制催化剂的比表面积孔径和机械强度。制成的催化剂孔结构均匀有利于提高催化剂活性和选择性。建筑涂料的组分、毛纺助剂、精密铸造的粘合剂、耐火材料粘合剂、打蜡地板防滑、铅酸蓄电池凝固剂、玻璃纸抗粘剂、静电植绒等。

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硅溶胶的主要应用

1.用作各种耐火材料粘结剂，具有粘结力强、耐高温(1500-1600°C)。

2.用于涂料工业，能使涂料牢固，又能抗污防尘、耐老化、防火等功能。

3.用于薄壳精密铸造，可使壳型强度大、铸造光洁度高。用其造型比水玻璃造型质量好，代替硅酸乙酯造型可降低成本和改善操作条件。

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4.硅溶胶有较高的比表面积，可用于催化剂制造及催化剂载体。

5.用于造纸工业，可作为玻璃纸防粘剂、照相用纸前处理剂、水泥袋防滑剂等。

6.用作纺织工业上浆剂，它与油剂并用处理羊毛、兔毛的可纺性，减少断头，防止飞花，提高成品率，增加经济效益。

7.用作矽钢片处理剂、显像管分散剂、地板蜡抗滑等。

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LUDOX硅溶胶在饮料中的应用

硅溶胶制成的溶模

硅溶胶耐火材料

不锈钢硅溶胶精密铸造件

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硅溶胶的制备工艺：

1离子交换树脂处理硅酸钠稀溶液的方法。

2用硫酸中和水玻璃稀溶液的方法。3水解硅酸酯的方法。

基本原理：都是去掉易溶于水的钠离子。

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举例如下：离子交换法

a离子交换树脂。阳离子交换树脂采用强酸性苯乙烯阳离子交换树脂；阴离子交换树指采用弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。

b生产工艺

将模数为3.5的硅酸钠溶液用水稀调整至含

SiO₂4%,Na₂01.15%;将液通过填装阳离

子交换树脂的闪换柱，得含SiO23.6%,

Na₂00.005%,SiO₂/Na₂O摩尔比703,PH值

2.5的硅酸胶稀液。

离子交换是一个平衡反应，反应的过程是：

当把含有Na+的硅酸溶液通过交换树指时Ma+取代了阳离子交换树脂上的H+。

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把通过阳离子交换柱的硅溶胶稀深再通过弱碱性阴离子树脂交换柱，去除液体中的阴离子Cl-,以达到更加稳定的状态。以交换柱流出来的稀硅深胶浓渡很低，需进行浓缩，为了防止浓缩时胶凝，浓缩前必须迅速加入稳定剂。稳定剂常的为MOH(M为L,Na,K,Rb,Cs,NH4.NH2等)

稳定剂的用量应该恰当，若小于SiO2摩尔数的

1%则难于起到稳定作用；若超过5%则将降低制品的纯度。取5kg上述硅溶胶用10%NaOH

溶液调PH值至7.8。取900g调整液注信减压