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背景及概述
西安水玻璃矽（guī）酸鈉又名偏矽酸鈉，俗名水（shuǐ）玻璃或泡花堿。Na2SiO3＝122.06，常為玻璃態，也可（kě）為單斜晶體。相對密度2.40，熔點1088℃，折（shé）光率(玻)1.520(25℃)。溶於水，在熱水中（zhōng）分解，析出矽膠。工業品組成複雜（zá），常表示為xNa2O·ySiO2，有吸濕（shī）性，為無（wú）色、青綠色、棕色固體或粘稠液體（tǐ），其物理性質隨氧化鈉與二氧化矽的比（bǐ）例而不同，水溶液呈（chéng）強（qiáng）堿性（xìng）。二矽酸鈉(Na2Si2O5)，熔點874℃。矽酸鈉九水合物為無色斜方晶體，在（zài）空氣中風（fēng）化，熔點40～48℃，加熱至100℃時失去六分子（zǐ）水。由矽（guī）石、純堿與粉狀煤共熔，冷卻後粉（fěn）碎，用水萃取、濃縮而製得，或由矽石與（yǔ）燒堿共熔而得。用作肥皂填充劑、粘合劑，用於製矽膠、矽鋁凝膠和人造鈉沸（fèi）石等。
西安水玻璃矽酸鈉溶液呈無色透明、黃綠色、青灰色、或微紅色（sè），無色透明的液體質量.好。矽酸鈉溶液中含有的雜質如Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ和Ａｌ２Ｏ３等對其透明（míng）度及物理化學性能均有影響。水玻璃的性能參數包括模數ｎ（氧化矽與氧化鈉的摩爾比），密度Ｄ（或波美度°Ｂé）和粘度μ等。用水玻璃溶液作黏合劑時，其粘度與密度和（hé）模數有關。密（mì）度（dù）相同時，模數（shù）越大粘度越大。模數相同時，密度越大粘度越大。模數越大（dà）的水玻璃溶液隨密度增大粘度增大越快，這（zhè）是（shì）因為模數越高，膠態二氧（yǎng）化矽的含量也越高，水玻璃溶液的膠體性質就越強（qiáng）。此外，水玻璃溶液的粘度隨溫度升高而降（jiàng）低。
化學性質
1）水解水玻璃是一種強堿弱（ruò）酸鹽，與水反應發生水解生成氫氧化鈉，從而（ér）使水玻璃溶液呈堿性。水玻璃溶液是膠體溶液，其膠粒帶負電。
2）與（yǔ）酸的反應水玻璃（lí）溶液顯堿性，所以它能與無機酸和有機酸發生反應。反應結（jié）果是二氧化矽溶膠以凝膠體沉澱析出（chū）。水玻璃溶液與鹽酸的反應式如下
3）與堿的反應：1）與堿金屬離（lí）子反應隻是提高（gāo）其堿度，使（shǐ）模數下降，不會影響（xiǎng）水玻璃膠體溶液的（de）穩定性。2）與堿土金屬離子反應會發（fā）生絮凝（níng），生（shēng）成白色凝膠（jiāo）沉澱，水玻璃溶液（yè）與氫氧化鋇反應式如下
.終生（shēng）成的水合矽酸鋇是凝膠體（tǐ）。同樣，與其他堿土金屬離子如Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｓｒ２＋會發生（shēng）類似的反應。
4）液體水玻（bō）璃的（de）硬化液體水玻（bō）璃與空氣中的二氧化碳反應，生（shēng）成無定形矽酸，逐漸幹燥而硬化，與石灰的凝結硬化類似
這個（gè）反應過程很（hěn）慢，因此液體水玻璃要密封保存。在使用中經常采用加熱或者加入氟矽酸鈉（nà）的方法來加快硬化，氟矽（guī）酸鈉適宜的用量為水玻璃質量的12％～15％。硬化速度還與模（mó）數和密度有關。模（mó）數越大，矽膠越易析出（chū），硬化越快；密度越（yuè）小，粘度越小，硬化越快。硬化速度還與環境溫度和濕度有關，溫（wēn）度（dù）越高，濕度越小，硬化越快。
矽酸鈉是無機矽化合物中發展.廣泛的產品，應（yīng）用已有100多年（nián）曆史，應用範圍幾乎滲透到國民經濟的各個部門。矽酸鈉是製皂工業中.有價值的填料，將矽酸鈉摻入到洗衣皂中可（kě）緩衝洗（xǐ）衣（yī）皂的堿（jiǎn）性，減少洗衣皂在水中的損耗，並可增強洗滌能力和防止肥皂（zào）酸敗；矽酸鈉在合成（chéng）洗滌劑中起（qǐ）助（zhù）洗、防腐、穩定泡沫的（de）作（zuò）用；可用作造紙的填料；用於製（zhì）造矽凝膠、矽（guī）膠；用作鑄造工業中粘結劑（jì），粘接砂和黏土，製作成人們需要（yào）的各種各樣的鑄型和型芯；水玻（bō）璃塗在金屬表麵會形成堿金屬矽酸鹽及二氧化矽凝膠薄膜，使金屬免受外界酸、堿等的腐（fǔ）蝕；用（yòng）作粘結劑來粘結玻璃、陶（táo）瓷、石（shí）棉、木材、膠合板等；用於製造耐火材料、白炭黑、耐酸水泥；在紡織工業用作漿料、浸漬劑，在紡（fǎng）織物染色和壓花紋時用作固染劑（jì）和媒染劑，以及用於絲綢（chóu）織物加重；在皮（pí）革（gé）生產中加入（rù）水玻璃，它的分散的膠（jiāo）體二氧化矽用於生產軟皮革；在（zài）食品工業可用於保存蛋（dàn）類，防止微生物進入蛋（dàn）殼空隙造成變質；在製糖（táng）工業，水（shuǐ）玻璃（lí）可以脫（tuō）除糖液中的色素和樹脂質；此外矽酸鈉在醫學繃帶、蓄（xù）電池製造、電焊條製造、煉鋼等行業都有重要的（de）用途。
1. 矽酸鈉單獨用作緩蝕劑
1）矽酸鈉（nà）在冷鐵防鏽（xiù）中的應用：將模數（shù）為2.0～2.8(.好為2.4)的矽酸鈉（nà），用水稀釋充分攪拌後靜置，保留上層清液作為防（fáng）鏽液。將除鏽去汙後的冷（lěng）鐵浸泡在上述（shù）溶（róng）液中，取出後使多餘的溶液自動流下，自然幹燥即可。處（chù）理後的（de）冷鐵可在普通室內（nèi）保存1～2個月而不生鏽，在此（cǐ）期間可（kě）以（yǐ）隨意使（shǐ）用。
2）矽酸鈉為主的堿性清洗液：采用以矽酸鈉為主（zhǔ）要緩蝕劑的堿性清洗液對鐵（tiě）器文物的脫鹽清（qīng）洗效果較好。矽酸鹽與（yǔ）鐵表麵的氧化物發生（shēng）反應，生成部分Fe2O3、Fe2SiO4和Fe7SiO10，這些新生成的物質具有較強的抗腐蝕能力。
3）矽（guī）酸鈉對鋁（lǚ）合金的緩蝕作用：矽酸鈉主（zhǔ）要通過促進鋁（lǚ）合金的鈍化或在其表麵形成轉化膜（mó），抑製鋁合（hé）金的點蝕，進而減少裂紋源的產生（shēng），提高鋁（lǚ）合金在氯化鈉溶液中抗點蝕的能力及腐蝕（shí）疲（pí）勞壽命而（ér）起到緩蝕作用，是一種（zhǒng）陽極型緩蝕劑。同時矽酸鈉的濃度對鋁合金的緩蝕作用有很大的影響，當（dāng）添加0.20mg/g的矽酸鈉時，鋁合金在3.5%NaCl溶液中具有較好的緩蝕作用。
4）矽酸鈉被（bèi）膜緩蝕劑：當藥劑溶於（yú）水後，矽酸（suān）鈉被膜緩蝕劑（jì）中對金屬表麵有強親和力（lì）的成分會在金屬表麵形成一層細密、堅韌的矽（guī）鐵穩定膜，使（shǐ）金屬與腐蝕環境隔絕開來（lái），從而可有效地防止金屬腐蝕。另外，所（suǒ）形成的膠態負離子吸附水中（zhōng）帶正電的離子構成固定層，並向外擴散構成擴散層，兩（liǎng）界麵處產（chǎn）生的（de）動電位（wèi）使（shǐ）包圍在擴散層中的難溶物質過飽和度加大，不易形成晶核，從而抑製了結垢的可能。矽（guī）酸鈉被（bèi）膜緩蝕劑的使用效果與（yǔ）藥劑濃度、水（shuǐ）溫、水質（zhì）、水流速度、材質等因素有關。
2.矽酸鈉複配緩（huǎn）蝕劑
盡管如此，矽酸鈉作為緩蝕劑單獨使用有一定（dìng）的缺陷（xiàn），它成膜慢，所形成的膜有孔隙，易形成矽垢，所以它與其它物質（zhì）複配使用已成為一種發展趨（qū）勢。3.1 1）Njff-Ⅱ緩蝕劑：Njff-Ⅱ緩蝕劑由矽酸（suān）鈉、鉬（mù）酸鹽、有機胺複配而成，是主要控製陽（yáng）極反應的混合抑製型緩蝕劑。加量0.2%時，在鹽水鑽井液濾液中對G105鋼試片80℃動態腐蝕的緩蝕率達88.19%。Njff-Ⅱ緩蝕劑目前已在江蘇油田廣泛應用。根據現（xiàn）場反饋的信息，使用該（gāi）緩蝕（shí）劑（jì）後，鑽杆、鑽具的更換周期明顯（xiǎn）延長。
2）一種銅（tóng）的緩蝕劑：以（yǐ）矽酸（suān）鈉為主（zhǔ），與聚環氧琥珀酸(PESA)、苯（běn）駢三唑(BTA)、Zn2+複配使用的緩蝕劑當其構成配比為60∶40∶1∶8時，顯示出較好的協同效應，此時對銅的緩蝕效果好（hǎo）。該複合水處理劑是以抑製陽極腐蝕為主的緩蝕劑，從環境保護、可持續發展的角度進行研究具有重要意義。
3）用於天然海水中的..緩蝕劑：腐蝕介質取自青島魯迅公園的天然海水，鹽度是32%，實驗過程中，海水定期更新。將矽酸鈉（nà）、硫（liú）酸鋅、葡萄糖酸（suān）鈣（gài）、烷基多（duō）糖苷（gān）和鎢酸（suān）鈉按（àn）一定比（bǐ）例置於容器中，攪拌均勻所得的緩蝕劑是一種適用於天然海水中碳鋼的低（dī）毒、..複合（hé）緩蝕劑。實驗（yàn）數據表明，未預（yù）膜時緩蝕劑（jì）的（de）臨界濃度是（shì）280mg/L，此時對碳鋼的緩蝕（shí）率為93.8%，並且試樣（yàng）表麵光亮如初，沒有局（jú）部（bù）腐蝕；預膜後緩蝕劑（jì）的臨界濃度降為210mg/L，此時對碳鋼（gāng）的緩蝕率為93.1%。
4）碳鋼-銅複合體係緩蝕劑：以矽酸鈉為主，與聚天冬氨酸、苯駢三唑、鉬酸鈉的複配緩蝕劑是以抑製陽（yáng）極腐蝕（shí）為主的複合型緩蝕劑，對碳鋼-銅（tóng）複合（hé）體係有很好的緩蝕效果。在緩蝕劑總（zǒng）濃度為50.5mg/L，其配比為（wéi）60∶20∶1∶20時，其緩蝕效果.佳（jiā）。
5）高Cl-濃度環境中的複配（pèi）緩蝕劑：矽酸鈉與鉬酸鈉複配後，緩蝕劑毒性降（jiàng）低。矽酸鈉形成的沉澱膜彌補了鉬酸鈉形成的鈍（dùn）化膜的缺（quē）陷，從（cóng）而在材（cái）料表麵形成完整致密的保護膜層，阻止腐蝕的發生和進行。在（zài）高Cl-濃（nóng）度環（huán）境中，此緩蝕劑仍能有效地阻止Cl-通過膜層向金屬表麵的遷移，抑製金屬的腐蝕（shí）。
6）鋁-矽聯合緩蝕劑鋁-矽聯合緩蝕劑：由預膜液和封閉（bì）液組（zǔ）成。用鋁係複合緩蝕劑對水中碳鋼（gāng）預膜後，轉入含矽酸鈉的水中進行封閉處理，在原來氫氧化鋁膜上又沉積（jī）上（shàng）相當的二氧化矽，自動修補了膜的缺陷，進（jìn）一步提高（gāo）了鋁緩蝕膜的耐蝕性能。鋁-矽聯合緩蝕劑不僅在淡水中具（jù）有好的緩（huǎn）蝕（shí）效果，而且在海水（shuǐ）中、在溫度較高的（de）鹽水中同樣具有較好的緩蝕效果（guǒ）。
7）鹽酸介質中鋁合金複合緩蝕劑：由鉬酸銨、矽酸鈉和鎢洛托品以一定比（bǐ）例複合而成的（de）緩蝕劑是冷軋鋁板在1mol/LHCl中的非磷、非鉻..複（fù）合型緩蝕劑。當其（qí）總濃度（dù）為10.6mg/L，其中鉬酸銨、鎢洛托品和矽酸鈉的.佳複合比為2.375∶468.750∶1.000時（shí），緩蝕率達到99.91%。另外還有很多關於利用矽酸鈉與其他物質（zhì）複配製成不同功能的緩蝕劑。
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