Kolloidal Silika | Colloidal Silica CAS: 7631-86-9
Kolloidal Silika (Colloidal Silica), nanoteknoloji, malzeme bilimi ve endüstriyel kimyanın en çok yönlü ve büyüleyici materyallerinden biridir. Temel olarak, sıvı bir faz içerisinde asılı halde bulunan, nanometre boyutlarındaki amorf, gözeneksiz silisyum dioksit () partiküllerinin oldukça kararlı bir dispersiyonudur.
Sıvı formda, partikül boyutuna bağlı olarak opalesan (süt beyazı) veya tamamen şeffaf görünebilir.
| Ürün Adı | Miktar |
| KOLLOİDAL SİLİKA – COLLOIDAL SILICA | 1 Kg | 5 Kg | 25 Kg | Varil | IBC |
Synonyms: Silicon(IV) oxide, Silicium dioxide, Silicium (IV) oxide
Silicon dioxide 30% in water, colloidal dispersion Surface Area: ~220 m2/g.
Formula: SiO₂
Density: 1.22 g/ml (25 °C)
CAS Number: 7631-86-9
KOLLOİDAL SİLİKA SPESİFİKASYONLARI
| Colour | Colourless or White |
| Form | Liquid |
| ICP Major Analysis (Silica component) | Confirmed |
| Specific gravity at 60 °F | 1,209 – 1,227 |
| pH at 25 °C | 9,3 – 10,3 |
| Viscosity at 25 °C | 4,8 – 6,8 cps |
| Silica | 29,0 – 31,0% |
| Ratio of SiO₂/Na₂O | 45 – 56 |
| Size (Surface area) | 320 – 400 (m²/g) |
| Sulphate (as Na₂SO₄) | ≤0,06% |
| Transmission | ≥74,0% |
| Concentration | 30 wt% suspension in H₂O |
1. Hassas Döküm Sanayisi
Bu alan, dünyadaki kolloidal silika tüketiminin en büyük payına sahiptir. Uçak motoru kanatçıkları, tıbbi implantlar ve hassas makine parçalarının üretiminde kullanılır.
-
Bağlayıcı Rolü: Seramik döküm kalıplarının oluşturulmasında ana bağlayıcıdır. Zirkon veya kuvars unu ile karıştırılarak bir “çamur” (slurry) hazırlanır.
-
Avantajı: Kuruduğunda seramik partiküllerini birbirine çok güçlü bağlar. Erimiş metalin (1600°C ve üzeri) ısısına ve basıncına dayanır, metal ile reaksiyona girmez ve döküm sonrası kalıbın kolayca ayrılmasını sağlar.
2. İnşaat ve Yapı Kimyasalları
Kolloidal Silika Modern beton teknolojilerinde, betonun ömrünü uzatan ve performansını artıran stratejik bir maddedir.
-
Beton Yoğunlaştırıcılar (Densifiers): Beton yüzeyine uygulandığında, betonun içindeki serbest kalsiyum hidroksit ile reaksiyona girerek C-S-H (Kalsiyum Silikat Hidrat) jeli oluşturur. Bu jel, betonun mikroskobik gözeneklerini doldurur.
-
Tozuma Önleme: Yüzeyi mermer sertliğine getirerek tozumanın önüne geçer ve sıvı emilimini (su, yağ, kimyasal) %90’a kadar azaltır.
-
Püskürtme Beton (Shotcrete): Tünel inşaatlarında betonun priz süresini hızlandırmak ve geri sıçramayı azaltmak için katkı maddesi olarak eklenir.
3. Tekstil ve Kağıt Endüstrisi
Kolloidal Silika Yüzey sürtünmesini ve emiciliği kontrol etmek için nano düzeyde müdahale sağlar.
-
Anti-Slip (Kaydırmazlık): Karton kutuların ve kağıt ambalajların yüzeyine uygulanır. İstiflenen kutuların birbirinin üzerinden kayıp düşmesini engelleyerek lojistik kazaların önüne geçer.
-
Mürekkep Emiciliği: Fotoğraf kağıtlarında ve yüksek kaliteli inkjet kağıtlarında, mürekkebin yüzeye hızla tutunmasını ve dağılmadan kurumasını sağlayarak renk doygunluğunu artırır.
-
Tekstil Elyafı: İplik üretimi sırasında sürtünmeyi optimize eder, tüylenmeyi azaltır ve boyanın elyafa daha iyi nüfuz etmesine yardımcı olur.
4. Refrakter ve İzolasyon Malzemeleri
Kolloidal Silika Isı yalıtımı ve yüksek sıcaklık dayanımı gerektiren fırın ve kazan izolasyonlarında kullanılır.
-
Seramik Battaniyeler: Seramik elyaf battaniyelerin üretiminde sertleştirici ve bağlayıcı olarak kullanılır. Organik madde içermediği için ilk ısınmada duman veya kötü koku çıkarmaz.
-
Ateş Tuğlaları: Refrakter harçların içine katılarak yüksek sıcaklıktaki yapışma mukavemetini artırır.
5. Elektronik ve Optik (CMP Süreci)
Kolloidal Silika Yarı iletken (chip) endüstrisinde vazgeçilmez bir malzemedir.
-
Kimyasal Mekanik Parlatma (CMP): Bilgisayar işlemcilerinin üretiminde kullanılan silikon wafer’ların (yonga levhaları) yüzeyini parlatmak için kullanılır. Nano boyuttaki silika partikülleri, yüzeyi moleküler düzeyde pürüzsüzleştirir. Gözlük camları ve hassas optik lenslerin parlatılmasında da aynı mekanizma işler.
6. Gıda ve İçecek (Durultma İşlemleri)
Biyokimyasal özellikleri sayesinde sıvıların berraklaştırılmasında görev alır.
-
Protein Çökeltme: Meyve suları, bira ve şarap üretiminde bulanıklığa neden olan proteinlere bağlanarak onların dibe çökmesini sağlar. İşlem sonunda filtre edilerek sistemden tamamen uzaklaştırılır, yani gıdanın içinde kalmaz.
7. Katalizör Destek Yapıları
Kimyasal reaksiyonları hızlandıran katalizörlerin taşıyıcısı olarak kullanılır.
-
Yüksek Yüzey Alanı: Gözeneksiz ve yüksek yüzey alanlı yapısı, aktif metal katalizörlerin (platin, paladyum vb.) yüzeye homojen dağılmasını sağlar. Özellikle petrol rafinerilerinde ve plastik üretim reaktörlerinde yaygındır.
8. Boya ve Kaplama Sektörü
-
Çizilme Direnci: Su bazlı vernik ve boyaların içine katılarak filmin sertliğini artırır.
-
Kir Tutmama: Dış cephe boyalarında yüzey enerjisini değiştirerek toz ve kirin yüzeye yapışmasını zorlaştırır, yağmur suyuyla temizlenme (self-cleaning) özelliğine katkı sağlar.
KOLLOİDAL SİLİKA SÜSPANSİYONU %30
Endüstride ticari olarak en çok tercih edilen, üretilen ve satılan standart form %30’luk Kolloidal Silika Süspansiyonu’dur. Bu konsantrasyon; akışkanlık, stabilite ve nakliye maliyetleri açısından mühendislik harikası bir “optimum noktayı” temsil eder.
1. Kolloidal Silika %30 Süspansiyon Ne Anlama Gelir?
Bu ifade, kütlece (w/w) orantıyı belirtir. 100 kilogramlık bir fıçının içinde;
-
30 kg: Nanometre boyutunda (genellikle 10 ila 20 nm çapında) katı, amorf silisyum dioksit (SiO2) nanopartikülleri bulunur.
-
70 kg: Taşıyıcı faz olan deiyonize (saf) su bulunur.
-
Eser Miktarda: Stabilizatör (koruyucu) madde. Nanopartiküllerin birbirine yapışıp çökmesini engellemek için pH seviyesini alkali tutacak sodyum oksit (Na2O) veya amonyak (NH3) içerir.
2. Kolloidal Silika Fiziksel ve Kimyasal Spesifikasyonlar
%30’luk bir solüsyonun standart laboratuvar veya kalite kontrol analiz değerleri şu şekildedir:
-
Görünüm: Opalesan, süt beyazı ile yarı saydam arası bir renk. Partikül boyutu 10 nm’ye indikçe sıvı şeffaflaşır; 20-30 nm’ye çıktıkça ışığı daha çok kırar ve daha beyaz (süt gibi) görünür.
-
Yoğunluk (Spesifik Gravite): 1.20 – 1.22 g/cm³ (Yani 1 litresi yaklaşık 1.2 kilogram gelir, sudan %20 daha ağırdır).
-
pH Değeri: Genellikle 9.0 – 10.5 aralığındadır. Bu yüksek pH, partiküllerin eksi yük ile yüklenmesini ve sıvı içinde asılı kalmasını sağlar.
-
Viskozite: <10 mPa.s. %30 oranında katı madde içermesine rağmen neredeyse su kadar akışkandır. Bal veya yağ gibi kıvamlı değildir.
-
Yüzey Alanı: Ortalama 200 – 300 m²/gram (Özgül yüzey alanı oldukça yüksektir, bu da reaktivitesini artırır).
3. Neden %30 Konsantrasyon Tercih Edilir?
Endüstride neden %10 veya %50 değil de en yaygın olarak %30 üretilir?
-
Stabilite Sınırı: Katı oranını %40 veya %50’ye çıkardığınızda, nanopartiküller sıvı içinde birbirlerine çok yaklaşır. Çarpışma ihtimalleri artar ve raf ömrü kısalır. En ufak bir pH değişiminde anında “jele” (kaskatı bir bloğa) dönüşme riski taşır.
-
Ekonomi ve Lojistik: %10 veya %20’lik solüsyonlar çok güvenlidir ancak alıcıya gereksiz yere “su” satmış veya taşıtmış olursunuz. Lojistik maliyetleri artar. %30, hem su taşıma maliyetini minimize eden hem de jelleşme riski düşük olan en karlı formülasyondur.
4. Kritik Depolama, Elleçleme ve Raf Ömrü Sorunları
Eğer %30’luk bir kolloidal silika tedarik ediyor, depoluyor veya kullanıyorsanız şu kurallara kesinlikle uymak zorundasınız (aksi halde ürün tamamen çöp olur):
-
Kesinlikle Dondurmayın (Frost-Sensitive): Sıcaklık 0°C’nin altına düşerse su kristalleşir (buz olur). Buzlanma, nanopartikülleri birbirine doğru iter. Ürün çözüldüğünde artık sıvı değil, dibinde beyaz silika kumu/jeli birikmiş berrak bir su bulursunuz. Donmuş kolloidal silika geri döndürülemez. Depolama genellikle 5°C ile 35°C arasında olmalıdır.
-
Buharlaşma ve Kuruma Engellenmeli: Ambalajın (IBC tank, varil veya şişe) ağzı açık kalmamalıdır. Yüzeydeki su buharlaştığında, kenarlarda sert, camsı bir silika tabakası (crusting) oluşur.
-
Kontaminasyon (Bulaş) Riski: Solüsyona asla asit (pH’ı düşürür) veya tuz (elektrolit dengesini bozar) bulaşmamalıdır. Pompalar ve hortumlar kullanımdan önce sadece saf su ile yıkanmış olmalıdır. Çeşme suyu içindeki kalsiyum bile solüsyonun bölgesel olarak pıhtılaşmasına neden olabilir.