Thủy tinh lỏng: Đặc tính, ứng dụng và điều chế

Thủy tinh là một chất liệu quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày, đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, ít ai biết rằng, bên cạnh hình dạng rắn chắc mà chúng ta thường thấy, thủy tinh còn tồn tại ở một trạng thái hoàn toàn khác - trạng thái lỏng. Vậy thủy tinh lỏng là gì? Chúng có những đặc tính và ứng dụng như thế nào? Hãy cùng khám phá những điều thú vị về chất liệu này ngay trong bài viết sau đây nhé!

Thủy tinh lỏng là gì?

Thủy tinh lỏng, nghe qua có vẻ lạ lẫm nhưng lại là một sản phẩm quen thuộc trong lĩnh vực hóa học và xây dựng. Được biết đến dưới nhiều tên gọi như Sodium Silicate, Natri Silicat, hay nước thủy tinh chống thấm Silicat, hợp chất này đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng thực tế.

Thủy tinh dạng lỏng là một hợp chất hóa học có thành phần chính là silicon mang anion, với công thức hóa học phổ biến là mNa2​O.nSiO hoặc Na2​SiO3. Khi ở dạng nguyên chất, chất này thường là chất lỏng không màu hoặc màu trắng, nhưng trong sản phẩm thương mại, nó có thể mang màu xanh dương hoặc xanh lục do lẫn tạp chất sắt. 

Xem thêm: Natri Silicat Na2SiO3 Là Gì? Ứng Dụng Của Natri Silicate

Lịch sử hình thành của thủy tinh lỏng

Năm 1520, Basil Valentine lần đầu tiên ghi nhận về các hợp chất silicat của kim loại kiềm, đánh dấu bước khởi đầu trong việc khám phá thủy tinh dạng lỏng. Đến năm 1567, Giambattista della Porta nhận thấy rằng kali bitartrat có thể làm giảm nhiệt độ nóng chảy của thạch anh, mở ra hiểu biết mới về sự tương tác giữa các chất hóa học. 

Sau đó, Jean Baptist van Helmont vào năm 1640 đã chứng minh rằng việc nấu chảy cát với kiềm dư có thể tạo ra hợp chất silicat, đồng thời phát hiện khả năng kết tủa SiO₂ khi thêm axit vào dung dịch. Sau này, vào năm 1818, Johann Nepomuk von Fuchs đã hoàn thiện nghiên cứu khi tạo ra một loại thủy tinh hòa tan trong nước nhưng ổn định trước không khí, định hình khái niệm hiện đại về thủy tinh lỏng.

Đến thế kỷ 19, thuật ngữ "thủy tinh lỏng" được phổ biến rộng rãi hơn bởi các nhà khoa học như Leopold Wolff và Émile Kopp, đánh dấu sự phát triển vượt bậc trong ứng dụng và nhận thức về vật liệu độc đáo này. 

Đặc tính của thủy tinh lỏng

Được biết đến như một chất có tính chất vừa gần gũi vừa kỳ lạ, thủy tinh lỏng đã thu hút sự chú ý trong nhiều lĩnh vực khoa học. Dưới đây là những đặc tính của loại hóa chất này:

• Khối lượng riêng: Thủy tinh dạng lỏng có khối lượng riêng 2.61 g/cm³, với tỷ trọng dao động từ 1.40 đến 1.42 g/cm³.
• Nhiệt độ nóng chảy: Loại vật liệu này bắt đầu nóng chảy ở mức 1.088 °C (1.361 K; 1.990 °F), khá cao so với nhiều chất khác.
• Độ hòa tan: Ở nhiệt độ phòng (25 °C), độ hòa tan của thủy tinh trạng thái lỏng đạt 22.2 g/100 ml, và tăng đáng kể lên 160.6 g/100ml ở mức 80 °C.
• Tính tan: Trong nước, thủy tinh dạng lỏng dễ hòa tan, nhưng hoàn toàn không tan trong alcohol.
• Phản ứng với axit: Các axit như axit cacbonic hay axit silicsic có khả năng phân hủy thủy tinh lỏng, dẫn đến sự hình thành kết tủa keo.

Xem thêm thông tin về các loại hóa chất khác: 

• Potassium Chloride Là Thuốc Gì? Có Những Công Dụng Gì?
• Hàn The - Borax Mua Ở Đâu Chất Lượng, Giá Tốt Nhất?

Ứng dụng của thủy tinh lỏng

Với tính năng linh hoạt và khả năng ứng dụng đa dạng, thủy tinh lỏng đã trở thành nguyên liệu không thể thiếu trong đời sống và sản xuất hiện đại. Sau đây là những ứng dụng nổi bật của chúng:

• Trong đời sống hàng ngày: Thủy tinh dạng lỏng được dùng để sản xuất chai thủy tinh đựng sữa, xử lý bình chứa nước thủy tinh trong các lĩnh vực hóa học và sinh hoạt, hoặc làm chất độn, xử lý nước thải trong công nghiệp.
• Trong ngành xây dựng: Đây là vật liệu lý tưởng để chế tạo vật liệu chịu nhiệt, chất cách điện, chất không thấm khí và các tấm chống ăn mòn hiệu quả.
• Trong y tế: Thủy tinh dạng lỏng thường được phun phủ lên các thiết bị cấy ghép, vết khâu và ống thông để tăng độ bền và an toàn khi sử dụng.
• Trong nông nghiệp: Một lớp phủ sodium silicate giúp cây giống tránh nấm mốc, tăng sức đề kháng trước sự tấn công của mối và vi khuẩn.
• Trong ngành công nghiệp: Chúng được sử dụng để sản xuất chất tẩy rửa, chất kết dính, vật liệu chống cháy, và xử lý gỗ.
• Trong bảo quản thực phẩm: Với khả năng chịu nhiệt độ từ -40 đến 45 độ C và chống tia UV, thủy tinh trạng thái lỏng là lựa chọn thay thế an toàn cho các hóa chất bảo quản truyền thống.

Mua ngay 

• Sodium Silicate Lỏng Na2SiO3 26%, Việt Nam, 40kg/Can
• Sodium Silicate (Bột) Na2SiO3 96%, Trung Quốc, 25kg/Bao

Sản xuất thủy tinh lỏng

Có hai hình thức điều chế thủy tinh lỏng chính: pha lỏng và pha rắn.

• Pha lỏng: Bắt đầu bằng việc kết hợp SiO₂ và NaOH, trộn đều với nước để tạo hỗn hợp đồng nhất. Quy trình này được thực hiện trong thiết bị chuyên dụng, nơi hỗn hợp được làm nóng để sinh hơi, từ đó hình thành natri silicat lỏng.
• Pha rắn: Áp dụng với các chất như Na₂SO₄ hoặc Na₂CO₃, nung ở nhiệt độ cao từ 900°C đến 1600°C. Quá trình này làm tan chảy SiO₂, tạo ra natri silicat (Na₂SiO₃) ở trạng thái rắn.

Lưu ý khi sử dụng thủy tinh lỏng

Khi làm việc với thủy tinh lỏng, bạn cần lưu ý một số điều quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Dưới đây là những điều cần ghi nhớ:

• Chọn vật liệu lưu trữ phù hợp: Tránh sử dụng các bình làm từ kẽm, nhôm hay thiếc để chứa thủy tinh dạng lỏng. Thay vào đó, nên sử dụng các thùng nhựa hoặc tôn có nút chặt để bảo vệ chất liệu.
• Đậy kín ngay sau khi sử dụng: Thủy tinh lỏng phân hủy nhanh chóng trong không khí, vì vậy cần đảm bảo nắp được đóng kín ngay khi sử dụng xong.
• Trang bị bảo hộ lao động đầy đủ: Để bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân nguy hiểm, luôn đeo kính bảo hộ, mặc quần áo bảo vệ và găng tay khi làm việc với thủy tinh trạng thái lỏng.
• Tránh kết hợp với một số chất: Không kết hợp thủy tinh dạng lỏng với Flo do nguy cơ gây cháy nổ. Cũng cần tránh kết hợp với thiếc, đồng, kẽm hay hợp kim, vì điều này có thể tạo ra khói độc hại.

Cách dùng Water Glass nước thủy tinh chống thấm

Đối với bề mặt trát xi măng hoặc nền bê tông

• Để sử dụng Water Glass trong việc chống thấm cho bề mặt trát xi măng hoặc nền bê tông, đầu tiên, bạn cần làm sạch bề mặt, loại bỏ bụi bẩn và vết dầu mỡ. 
• Tiếp theo, pha loãng thủy tinh lỏng với tỉ lệ 1 phần Water Glass và 4 phần nước sạch để đảm bảo hiệu quả tối ưu. 
• Sau khi pha chế xong, dùng cọ hoặc bình phun đều dung dịch lên bề mặt cần chống thấm và để cho nó khô hoàn toàn. Để đạt được hiệu quả cao hơn, bạn có thể thực hiện lại bước này nhiều lần. Water Glass không chỉ giúp ngăn ngừa sự thấm nước, mà còn bảo vệ bề mặt khỏi các chất lỏng như dầu và mỡ, đồng thời hạn chế bụi bẩn bám vào nền nhà. 

Đối với vết nứt nhỏ

Khi sử dụng, có thể kết hợp thủy tinh lỏng với các vật liệu phụ gia như cát, sỏi hoặc đá nghiền để tạo thành một hỗn hợp đặc biệt, dễ dàng thẩm thấu vào các khe nứt, giúp làm kín và ngăn chặn sự thấm nước.

Đối với các lỗ hổng hoặc vết nứt lớn

Để đạt hiệu quả tối ưu, sản phẩm nên được áp dụng trực tiếp lên bề mặt vết nứt mà không pha loãng.

Một số câu hỏi thường gặp về thủy tinh lỏng

Tại sao người ta lại gọi hóa chất Sodium Silicat là thủy tinh lỏng?

Đây là dung dịch nước chứa Natri Silicat hoặc Kali Silicat. Nó có tên gọi như vậy vì về cơ bản nó là thủy tinh (silicon dioxide) trong nước. Khi nước bay hơi, dung dịch đông đặc thành chất rắn thủy tinh.

Thủy tinh lỏng mất bao lâu thì khô?

Thời gian khô của thủy tinh lỏng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: độ dày của lớp thủy tinh lỏng, nhiệt độ, độ ẩm,... Đối với một lớp thủy tinh lỏng mỏng trong môi trường bình thường, nó sẽ khô trong vòng 30 phút vì nước sẽ dễ dàng bay hơi hơn.

Khi ta dùng nước thủy tinh để chế tạo đồ vật, lớp thủy tinh lỏng thường dày hơn, thế nên lượng không khí tiếp xúc với bề mặt thủy tinh lỏng cũng hạn chế hơn, khiến cho quá trình bay hơi diễn ra chậm hơn. Khi đó chúng ta cần đợi ít nhất 24h để chất thủy tinh lỏng khô hoàn toàn.

Thủy tinh lỏng có tan trong nước được không?

Natri Silicat là một hợp chất có tính ion. Các ion Natri và Silicat có thể phân tách trong nước và hòa tan. Ngoài ra, độ tan của thủy tinh lỏng trong nước phụ thuộc vào thành phần của thủy tinh lỏng. Những chất giàu silic nhất có độ tan thấp hơn những chất ít silic hơn.

Thủy tinh lỏng có phải là một chất có an toàn không?

Tuy là một chất không độc, cũng không có nguy cơ cháy nổ cao nhưng thủy tinh lỏng là một chất có tính kiềm thế nên nếu hóa chất này tiếp xúc trực tiếp lên da sẽ gây tình trạng đau rát, bỏng. 

Tính năng chống thấm, chống cháy và khả năng bảo vệ tốt cho các công trình khiến thủy tinh lỏng ngày càng trở nên phổ biến. Việc sử dụng thủy tinh dạng lỏng không chỉ giúp cải thiện độ bền của vật liệu mà còn giảm thiểu các chi phí bảo trì, sửa chữa. Để đảm bảo hiệu quả sử dụng tối ưu, việc lựa chọn nguồn cung cấp uy tín là rất quan trọng. Hóa chất Đắc Khang tự hào là địa chỉ cung cấp các loại hóa chất chất lượng, giá cả hợp lý, đáp ứng đầy đủ nhu cầu của khách hàng. Liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn thêm:

Công ty Cổ phần Hóa Chất Đắc Khang

• Địa chỉ: 482/10/28A1 Nơ Trang Long, P.13, Q.Bình Thạnh, Tp.HCM
• Địa chỉ kho hàng: 97 Đường Suối Lội, Xã Phước Vĩnh An, Huyện Củ Chi, TP. Hồ Chí Minh
• Hotline/ Zalo: 0983 111 490
• Website: https://hoachatdackhang.com/
• Facebook: https://www.facebook.com/profile.php?id=100087408292350
• Email: hien.hd@dackhang.com