Natriumsilikat, vanligen kallat "vattenglas", är framträdande på grund av bred kommersiell och industriell tillämpning. Det är ofta sammansatt av ett syre-kiselpolymer-ryggradshusvatten i molekylära matrisporer. Natriumsilikatprodukter tillverkas som fastämnen eller tjocka vätskor, beroende på avsedd användning. Vattenglas fungerar till exempel som tätningsmedel i metallkomponenter. Slutligen, även om natriumsilikatproduktionen är en mogen industri, är det pågående forskning för nya applikationer med tanke på dess värmeledande egenskaper.

Molekylkomposition

Natriumsilikat är en kisel-syre-polymer innehållande joniskt natrium ( Na +) komponenter. Ett sådant molekylärt arrangemang skiljer sig från typiska joniska material, såsom salt, vilket är baserat på formelheter förenade med elektrisk attraktion. Däremot liknar natriumsilikat kolbaserad plast eftersom kisel-syre-kiselbindningar mellan varje monomer är kovalenta. Den polymerliknande naturen hos natriumsilikatmatrisen liksom den polära karaktären hos syre och natriumatomer möjliggör bindning av vattenmolekyler i polymermatrisen. Därför finns natriumsilikatprodukter ofta i vattenhaltiga allotroper. (Wells, "Structural Inorganic Chemistry").

Syntes

Ett syntesschema för ämnet innebär en kombination av natriumkarbonat (Na2CO3) och kiseldioxid (SiO2) under tillräckliga betingelser för att smälta båda reaktanter. Natriumsilikat framställs med denna metod med tillräcklig effektivitet för kommersiell användning. (Greenwood, "Elementets kemi")

Fysiska egenskaper

Fysiska egenskaper hos natriumsilikatbaserade ämnen gör dem väldigt attraktiva för kommersiell /industriell användning. Vätskor och fasta ämnen baserade på natriumsilikat och framställda av PQ Corporation har en densitet från 1,6 g /kubik cm. till ca 1,4 g /kubik cm. Observera också att datatabellerna innehåller information om det observerade tillståndet för varje produkt under måttliga förhållanden. Natriumsilikatprodukter finns som vita fasta ämnen och en mängd olika vätskor med synligt olika egenskaper. Skillnader i reaktionsförhållanden och tillverkningsmetoder leder till tydliga, ogenomskinliga och "sirapiga" vattenglasprodukter. (PQ, "Sodium Silicates, Products and Specifications")

Använd

Används varierar beroende på tillverkningsmetod, produktkvalitet och inställningsmedel. Schundler Company listar exempelvis olika användningsområden för natriumsilikatprodukter i "Applicering av perlit /silikatkompositer". På grund av natriumsilikatmolekylstruktur med hydrat, fungerar vattenglaset som ett tätningsmedel som aktiveras genom tillräcklig uppvärmning. Om en spricka i metallmaskiner måste förseglas, hälls natriumsilikat "flytande glas" i varje spricka i sprickan. Vid upphettning till ca 200 grader Fahrenheit, avdunstar vattenmolekylerna i natriumsilikatmatrisen, vilket lämnar ett hårt, sprött tätningsmedel. (Schundler, "Silikatkompositer för högtemperaturisolering")

Forskning

Natriumsilikatprodukter undersöks för användning av värmeavledning. Som citerad publikation anger, begränsas elektroniska anordningar av bland annat värme som alstras av elektrisk ström. Om inte en elektronisk ledare är perfekt (en superledare) genereras värme. Även om det är mycket litet individuellt, är den kumulativa effekten av täta elektroniska kretsar tillräcklig för att hota komponentens fysiska integritet. För att sprida värmen mer effektivt till miljön studeras natriumsilikat. Olika termiska gränssnitt, dissipatortjocklek och dissipatortryck undersöks för att underlätta ytterligare elektronisk miniatyrisering. (SUNY, "Sodium Silicate Thermal Interface")