Kuinka syntetisoida silikonikumia
Silkonin synteesi perustuu pääasiassa piidioksidin (SiO2) kemialliseen muunnosprosessiin. Seuraavat ovat silikonikumin synteesin päävaiheet:
1. Raaka-aineen valmistelu
Silikageelin synteesi alkaa yleensä kvartsista (SiO2) tai muista piitä sisältävistä mineraaleista. Teollisuudessa näille raaka-aineille tehdään esikäsittelyvaiheita, kuten murskaus ja jauhaminen, jotta saadaan jatkoreaktioihin sopiva hiukkaskoko.
2. Alkalikäsittely
Liukeneminen: Ensin käytetään vahvaa alkalista liuosta (kuten NaOH-liuosta) kvartsin liuottamiseen. Tässä vaiheessa kvartsi reagoi hydroksidi-ionien (OH-) kanssa tuottaakseen natriumsilikaattiliuosta (Na2SiO3), joka tunnetaan myös vesilasina.
3. Happamoittaminen
Happamoittaminen: Seuraavaksi natriumsilikaattiliuos saatetaan reagoimaan hapon (kuten laimea rikkihappo H2SO4 tai suolahappo HCl) kanssa natriumsilikaatin happamoittamiseksi ja piihappogeelin (H2SiO3) tuottamiseksi. Tämä vaihe on avain silikageelisynteesiin. Happamoitumisolosuhteita säätelemällä voidaan säätää piihappogeelin rakennetta ja ominaisuuksia.
4. Ikääntyminen ja kuivuminen
Ikääntyminen: Syntynyt piihappogeeli on jätettävä seisomaan jonkin aikaa ikääntymiskäsittelyä varten sen vakauden ja rakenteellisen lujuuden parantamiseksi.
Pesu: Vanhentamisen jälkeen silikageeli pestään kuumalla vedellä liukenevien suolojen ja muiden epäpuhtauksien poistamiseksi.
Kuivaus: Tämän jälkeen silikageeli kuivataan 60-70 asteessa kosteuden poistamiseksi ja alustavan silikageelituotteen saamiseksi.
Aktivointi: Silikageelin adsorptiokyvyn ja stabiilisuuden parantamiseksi edelleen aktivointikäsittely suoritetaan yleensä korkeammassa lämpötilassa (noin 300 astetta).
5. Erikoiskäsittely (kuten väriä muuttava silikageeli)
Kun valmistetaan väriä vaihtavaa silikageeliä, silikageeliin lisätään kobolttikloridia (CoCl2) tai muita metallisuoloja. Nämä suolat muuttavat väriä, kun ne voivat imeä ja vapauttaa kosteutta silikageelissä, mikä osoittaa muutoksia ympäristön kosteudessa.