Av Stan Aberdeen – Uppdaterad 24 mars 2022
TRAVELARIUM/iStock/GettyImages
Natriumsilikat, vanligtvis kallat "vattenglas", är ett mångsidigt material med omfattande kommersiella och industriella användningsområden. Den består av en kisel-syrepolymerryggrad som kan vara värd för vattenmolekyler i sin matris. Beroende på den avsedda användningen produceras den som en fast eller tjock vätska.
Till skillnad från enkla joniska salter är natriumsilikat en kiselsyrepolymer som innehåller joniska natriumställen (Na⁺). Kisel-syre-kiselbindningarna är kovalenta, vilket ger materialet en plastliknande karaktär. Den polära naturen hos syre- och natriumatomerna gör att polymeren kan inkorporera vattenmolekyler, vilket ger vattenhaltiga allotroper (Wells, "Structural Inorganic Chemistry").
Den kommersiella framställningen av natriumsilikat involverar typiskt reaktion av natriumkarbonat (Na2CO3) med kiseldioxid (SiO2) vid höga temperaturer som smälter båda reaktanterna. Denna process ger en produkt som är både effektiv och skalbar för industriell användning (Greenwood, "Chemistry of the Elements").
Produkter från PQ Corporation uppvisar densiteter som sträcker sig från 1,6 gcm⁻³ till cirka 1,4 gcm⁻³. Natriumsilikat kan framstå som ett vitt fast ämne eller som vätskor med varierande klarhet – från klar till ogenomskinlig eller till och med sirapsliknande – beroende på tillverkningsförhållandena (PQ, "Sodium Silicates. Products and Specifications").
Användningen av natriumsilikat varierar med kvalitet och formulering. Till exempel framhåller Schundler Company sin roll som ett värmeaktiverat tätningsmedel i metallkomponenter. När det hälls i en spricka, infiltrerar det flytande "vattenglaset" alla springor; uppvärmning till cirka 200°F driver bort vattnet och lämnar en hård, spröd tätning (Schundler, "Silicate Composites for High-Temperature Insulation"). Andra vanliga användningsområden inkluderar brandbeständiga beläggningar, vattenrenande medel och som bindematerial i konstruktion.
Forskning pågår för att utnyttja natriumsilikats värmeledningsförmåga för värmeavledning i elektroniska enheter. När elektroniska kretsar blir tätare blir värmehanteringen kritisk. Studier vid SUNY utforskar termiska gränssnittsmaterial, optimal tjocklek och tryckförhållanden för att förbättra värmeöverföringen och stödja ytterligare miniatyrisering (SUNY, "Sodium Silicate Thermal Interface").
