Koloidal silisium oksidinin alınması və solların gellərə çevrilməsi prosesləri unikal xüsusiyyətlərə və idarə olunan struktura malik müxtəlif təyinatlı materialların istehsalı ilə bağlı bir çox müasir texnologiyaların əsasını təşkil edir. Silikon oksid yer üzündə ən çox yayılmış maddədir; onun əsasında sol-gel üsulu ilə çoxlu sayda materiallar əldə edilmişdir: katalizatorlar və adsorbentlər, seolitlər, örtüklər və şüşələr, istilik və səs izolyasiya edənlər, məsaməli materiallar, keramika, kompozit və boya materialları, qazma məhlulları və reagentlər və s. . Qələvi silikat süspansiyonları tikinti materiallarının istehsalında geniş istifadə olunur. Silisium nanohissəciklərinin sintezi üçün ən effektiv üsul maye fazada sintezin kimyəvi kondensasiya üsulu olan sol-gel texnologiyası hesab olunur. Sol-gel texnologiyası son məhsulun xassələrinə, enerji xərclərinə və prosesin məhsuldarlığına nəzarətin səmərəliliyi baxımından prosesi optimal şəraitdə həyata keçirməyə imkan verir.
Solların gellərə çevrilməsi işıq istiqamətləndiricilərinin, keramika ultrafiltrasiya membranlarının, optik və korroziyaya qarşı örtüklərin, fotomaterialların, yüksək dispersli abrazivlərin və unikal xüsusiyyətlərə və idarə olunan struktura malik digər materialların istehsalı üçün ən son nanotexnologiyaların əsasını təşkil edir.
Bağlayıcı xüsusiyyətlərinə görə koloidal silisium müxtəlif doldurucuları olan materiallarda qeyri-üzvi bağlayıcı kimi uğurla istifadə olunur: qeyri-üzvi tozlar, liflər, polimerlər, metallar və s. Belə materialların xarakterik xüsusiyyəti onların gücü və istilik müqavimətidir. Buna misal olaraq investisiya tökmədə keramika qəliblərinin istehsalı, odadavamlı keramika, izolyasiya materialları və s.
Koloidal silisiumun kimyası və onun tətbiqi sahələri ədəbiyyatda və ilk növbədə Əylərin əsərlərində ətraflı nəzərdən keçirilir. Buna baxmayaraq, bu sistemlərə maraq zəifləmir ki, bu da silisium dioksid əsasında unikal xassələrə malik yeni materialların işlənib hazırlanmasında, eləcə də çoxlu sayda elmi və patent nəşrlərində, silisium dioksidinə dair vaxtaşırı beynəlxalq konfransların keçirilməsində özünü göstərir.
Silisium gellərinin dənəvər və ya sferik formada ən çox istifadəsi katalizatorlar, adsorbentlər və quruducu maddələr kimi, məsələn, enerji avadanlıqlarının qorunmasında istifadə olunur. Eylere görə, silisium tozlarının istifadə sahələrini aşağıdakı istifadələrinə görə qruplaşdırmaq olar: üzvi maddələrin bərkidilməsi, qalınlaşması və bərkidilməsi; bərk maddələrin səthləri arasında yapışmanın azalması: yapışdırıcıların yapışmasının artması; mayelərdə özlülük və tiksotropiyanın artması; müxtəlif optik effektlər yaratmaq. Digər ümumi təsirlər: səthin vəziyyətində dəyişiklik; hidrofobik təsirlərin yaradılması; adsorbent kimi istifadə edin; katalizator daşıyıcıları; reaktiv silisium əldə etmək; buludlarda kondensasiya nüvələrinin əmələ gəlməsi; kəmiyyət analizində xromatoqrafik sütunlar üçün doldurucu kimi.
Daxili yanma mühərrikləri üçün yağlarda və sürtkü yağlarında, eləcə də metal sürtünmə cütləri olan istənilən aqreqat və mexanizmlərdə, məsələn, XADO markalı yağlar və sürtkü yağlarında əlavələr kimi amorf nanoölçülü silisium dioksidin son dərəcə vacib istifadəsini qeyd etmək lazımdır. Sürtünmə cütlərinin səthlərində keramika plyonkalarının əmələ gəlməsi bölmələrin və mexanizmlərin həndəsi ölçülərinin orijinal vəziyyətinə qaytarılmasına gətirib çıxarır, onların sonrakı aşınma dərəcəsini bir neçə dəfə azaldır. Eyni zamanda, səthində silikat filminin meydana gəlməsi səbəbindən metalın pürüzlülüyünün kəskin azalması səbəbindən yanacaq istehlakı əhəmiyyətli dərəcədə azalır (20% -ə qədər).
Karbon qarası əvvəllər rezin üçün gücləndirici doldurucu kimi istifadə olunurdu, lakin indi onu qismən və ya tamamilə incə silika ilə əvəz etmək tendensiyası var. Bu, rezin gücünü artırmağa və qara rəngdən başqa rənglər verməyə imkan verir. Doldurucu hissəciklər (silis və ya esterləşmiş silisium) kiçik ölçülü, 5-10 nm diametrdə, tam dağılmış və matris daxilində ayrılmış, diskret hissəciklər şəklində olduqda rezin dartılma gücü, yırtılma gücü və ümumi sərtlik nəzərəçarpacaq dərəcədə artır. Yaxşı dispersivlik üçün kiçik hissəciklər hidrofobik olmalıdır, doldurucu hissəciklərdə qütb və hidrofilik səth sahələrinin olması rezin strukturu sərtləşdirən hissəciklərin zəncirlərinin meydana gəlməsinə səbəb olur.
Amorf incə dispers silisium (ATS) silikon elastomerlər üçün doldurucu kimi istifadə olunur. ATK ion dəyişdirici qatranların məsaməliliyini daha da artırır. Bu, silisiumun monomerə daxil edilməsi, ardınca onun həll edilməsi və seyreltilmiş hidrofluorik turşu HF təsirinə məruz qalması ilə əldə edilir. Tərkibində 50% silisium olan selüloz asetat membranları tərs osmos üçün istifadə edildikdə, silisiumsuz selüloz asetat membranları ilə müqayisədə 5 dəfə yüksək məhsuldarlıq əldə edir.
ATK ənənəvi olaraq istifadə edilən talk və nişasta ilə müqayisədə təbəqə və yapışdırıcının yapışmasının qarşısını almaqda daha effektiv və daha az görünür. Bu, ATK hissəciklərinin olduqca kiçik ölçüləri və aşağı sındırma indeksi sayəsində mümkün olur. ATK, toksik olmayan və təsirsiz olduğu halda, saxlama zamanı hərəkət edən və ya kristallaşmayan tozların və ya qranulların qapaqlanmasının qarşısını alır. Polimerləşmədən əvvəl qarışdırılan monomerlərə silisium əlavə etməklə polimer filmlərin yapışmasının qarşısı alınır. Təxminən 0,5% silisium yapışmanı 50% azaldır.
Əgər silisium bir yapışdırıcının mühitində dağılmış hissəciklər şəklindədirsə - bərk səthlə təmasda sərtləşən bir yapışdırıcı, o zaman sistemin yapışması azalmır, əksinə, artır. Məsələn, maye butil siyanoakrilatın tərkibinə 10% ATK əlavə edilməsi sistemin möhkəmliyinin və xəstənin dərisinə yapışmasının artmasına səbəb olur və əməliyyatda istifadə olunur. Silisium həmçinin epoksi yapışdırıcılarda qatılaşdırıcı kimi istifadə olunur. Esterləşdirilmiş silisium mühəndislikdə neft və silikon yağlarından hazırlanan yağlar üçün qatılaşdırıcı kimi istifadə olunur. Bu şəkildə əldə edilən sürtkü yağları nəm şəraitdə polad səthə nəzərəçarpacaq dərəcədə yüksək yapışma qabiliyyətinə malikdir, aşındırıcı aşınmaya məruz qalmır və yüksək temperaturda daha az oksidləşmə qabiliyyətinə malikdir. ATK qatılaşdırıcı kimi istifadə olunur, yəni. boyalar, astarlar və mürəkkəblər üçün özlülük tənzimləyicisi. Bu vəziyyətdə bir neçə təsir əldə edilir: tutqun və ya parıltının azalması, məhsulun saxlanması zamanı piqmentdən çöküntünün əmələ gəlməsinin qarşısını almaq, emulsiyanın sabitləşməsi və damcısız rəngləyicilərin tətbiqi imkanı.
Yüksək məsaməli, yüksək səth sahəsi olan silisiumun şəffaflığı diş daşının çıxarılmasında təsirli olan şəffaf diş pastalarının hazırlanmasına imkan vermişdir. ATK-nın xüsusiyyətlərindən adsorbent kimi istifadə edilərkən dəridən piyləri çıxarmaq üçün kosmetik preparatlara əlavə edilir.
Dağılmış ATK yağda olduqda, məsələn, qliserin monooleatda, 2000 V-lik üç fazalı alternativ cərəyan tətbiq edildikdə, aralarında yağ olan dar bir boşluqda iki plitənin elektrostatik yapışması səbəbindən elektroviskoz effekt yaranır.
Bu halda, silisium yağı qalınlaşdıran gel vəziyyətinə gətirir, bu da fırlanma anı bir boşqabdan digərinə ötürür.
ATK-nın digər maraqlı tətbiqi ondan ibarətdir ki, suda yetişdirilə bilməyən iri kristallar silisium gel mühitində yetişdirilir. Gelin strukturu konveksiyanın qarşısını alır və komponentlərin diffuziya prosesinin bərabər şəkildə davam etməsinə imkan verir.
Alkil nitratlar, hidrazin və digər yanacaq maddələri boş, həcmli silisium gelinin tətbiqi ilə gelləşir və ya yağlanır. Turşuların qalınlaşması, məsələn, qurğuşun-turşu akkumulyatorlarında əldə edilir. Köpük qatılaşdırıcı kimi silisium onların yanğınsöndürmə xüsusiyyətlərini artırır.
ATK, ftalosiyanin kimi yüksək rəngli üzvi boyaların incəlməsi və boyalarda, plastiklərdə və çap mürəkkəblərində parıltı effektlərini tutmaq və aradan qaldırmaq üçün geniş istifadə olunur. Həm hidrofilik, həm də orqanofilik səthlərə malik ATA hissəcikləri interfeysdə toplanacaq və beləliklə, ATK-nın digər funksiyaları yerinə yetirə biləcəyi yağ-su sistemi və ya boya kimi emulsiyaları sabitləşdirəcək.
Kağız və parçalar, eləcə də digər materiallar, hidrofobik kolloid silisium hissəciklərindən ibarət görünməz adsorbsiya plyonkasının qoyulması səbəbindən yüksək hidrofobik və ya su itələyici xüsusiyyətlər əldə edirlər.
Hidrofobik APA ilə üyüdülməklə əldə edilən incə dispers buz hissəciklərinin örtülməsi nəticəsində əldə edilən “quru tozlu su” əldə etmək üçün APA-dan istifadə etmək maraqlıdır. Eynilə, konsentratlaşdırılmış hidrogen peroksid (20-70%) ATK ilə mayenin titrəməsi ilə sabit toz halına gətirilə bilər.
Çox maraqlı tətbiqlərə baxmayaraq, ATK nəmə məruz qaldıqda korroziyaya uğraya və ya xarab ola bilən qablaşdırılmış məhsullar üçün quruducu kimi ən çox istifadə olunur.
Səthində çökmüş alkilsilil qrupları olan ATK aktivliyini qoruyaraq fermentlər, mitoxondriyalar və digər hüceyrə orqanoidləri üçün adsorbent kimi istifadə edilə bilər. ATC-nin bu tətbiqi biokimyada yeni tədqiqat sahələri açdı. Bu cür üzvi birləşmələr dəyişdirilmiş ATK səthinə yapışa bilər, 27 ° C-də monolaylı örtüklər verir, lakin 5 ° C-də desorbsiya edə bilir. Göründüyü kimi, bu təsir 5 °C-də hidrogen bağlarının güclənməsi səbəbindən suyun bu birləşmələri ATC səthindən sıxışdırması ilə əlaqədardır.
Silikon birləşmələrinin həyatın biokimyasındakı rolu hələ də aydın deyil. Bəlkə də bu, koloidal silisium hissəciklərinin biokimyəvi proseslərdə birbaşa iştirak etməməsi, nəqliyyat rolunu oynaması ilə əlaqədardır. Ən son məlumatlara görə, ölçüsü 5 nm-ə qədər olan silisium hissəcikləri hüceyrə membranından keçə bilir, eyni zamanda hüceyrəyə daxil olarkən qida maddələrini öz üzərinə daşıyır və onu tərk edərkən sorbsiya edilmiş zəhərli maddələri çıxarır.
Xüsusi səth sahəsinin yüksək dəyərləri və ATS-nin həll olunma dərəcəsi lazımi reaksiyaların toz halında incə kristal silisium üçün tələb olunandan daha aşağı temperaturda aparılmasına imkan verir. Məsələn, ilkin hissəcik ölçüsü 15 nm olan ATK-dan 140 kq/sm2 təzyiqdə və 1200 °C temperaturda şəffaf əridilmiş kvars şüşəsi əmələ gəlir, halbuki belə bir materialı əldə etmək üçün 2000 °C temperatur tələb olunur. qəliblənmiş məhsulların forması. Toz halında olan borun ATK ilə reaksiya verməsi nəticəsində oksigen çatışmazlığı olan silisium şüşəsi əldə edilir ki, bu da yalnız devitrifiya etmək çətindir.
ATK o qədər reaktivdir ki, ondan sintetik gil materialları hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər, məsələn, kaolin hidrotermal şəraitdə 200-300 °C-də əmələ gəlir.
Ölçüsü 30-100 nm olan, səthinin müəyyən xüsusiyyətlərinə malik ATC hissəcikləri buz kristallaşma mərkəzlərinin formalaşması və ya buludda yağış damcılarının əmələ gəlməsinin birinci mərhələsi üçün aktivdir. Bundan əlavə, ATK-nın bu məqsədlər üçün istifadəsi gümüş yodidin istifadəsindən daha qənaətlidir.
Xromatoqrafik sütunların qablaşdırılması kimi istifadə üçün xüsusi hazırlanmış ATK-nın tətbiqi miqyası və bu məsələlərə dair ədəbiyyat o qədər böyükdür ki, bu mövzu ayrıca nəzərdən keçirilməsini tələb edir.
Torpağa və ya mədəniyyət məhlullarına amorf silisium əlavə edilməsi mövcud fosfor çatışmazlığı olduqda əhəmiyyətli faydalı təsir göstərir.
Bu, zəif qələvi mühitdə silikat ionunun torpaq hissəciklərinin və ya kolloid materialın səthindən fosfat ionunu sıxışdırmağa qadir olması ilə əlaqədardır, beləliklə, nəzərdən keçirilən sistemdə fosforun miqdarı artır. APA-nın bu tətbiqi xüsusilə fosfat ionlarının xüsusilə güclü adsorbsiya edildiyi və həll olunmayan dəmir və alüminium fosfatlarının əmələ gəlməsi səbəbindən bitkilər üçün əlçatmaz olan laterit torpaqlar üçün təsirli olur. Nəticədə, bu tip torpaqlarda bu üsul mühit qələvi olduqda taxıl məhsuldarlığının 2-3 dəfə, ətraf mühit neytral olduqda isə beş dəfəyə qədər artmasına səbəb olur. Qumlu mühitdə amorf silisiumun paxlalı və xaçpərəst bitkilərə faydalı təsiri qumlu torpağın fiziki vəziyyətini yaxşılaşdırmaq və yuxarıda göstərilən mexanizmlə mövcud fosfordan istifadə etməkdir. ATK-nın istifadəsi, bitkilər tərəfindən fosforun yığılması və istifadəsini yaxşılaşdırmaqla yanaşı, kalsium, kalium və maqneziuma da oxşar təsir göstərir.
İncə dispers amorf silisium dioksid biokimyəvi proseslərdə heç bir şəkildə iştirak etmədən müəyyən həşəratlara qarşı insektisid kimi istifadə olunur, onlarla fiziki şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir. Eyni zamanda, ATK bədəni sürətlə susuzlaşan həşəratın kutikulundan lipidləri (yağları) udur. Hidrofobik silisium bu baxımdan hidrofilik silisiumdan daha güclüdür. Hazırlanma üsuluna görə qismən orqanofil olan silisium aerogel 0,05% konsentrasiyada taxıl anbarlarında buğdanın və taxıl dəyirmanın fəaliyyətini maneə törədir, kimyəvi insektisidlərlə müqayisədə daha uzun qoruyucu təsir göstərir və heyvanlar və insanlar üçün zəhərli deyil.
Sulu silisium hidrozol polad tökmə qəliblərinin isti səthlərini suvarmaq üçün istifadə olunur. Beləliklə, qəliblərin səthinin aşınmasının qarşısı alınır və metal külçənin ayrılması yaxşılaşdırılır. Eyni şəkildə relslərin səthini emal edərkən, təkərlərin relslərə daha çox yapışması səbəbindən lokomotivin dartma qüvvəsi yaxşılaşdırılır.
Silisium dioksidi istehsal etmək üçün istifadə olunur, yuxarıda göstərilənlərin hamısına əlavə olaraq, kimya sənayesində katalizatorların istehsalı üçün istifadə olunur. Silisium oksidi bir daşıyıcı olaraq, alüminium oksidinin tətbiq olunmadığı hallarda, məsələn, güclü turşu mühitlərdə çox faydalı olan bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir.
Katalizator sintezi sənayesində silisium dioksid məhlulu xüsusi olaraq aşağıdakı üsulla hazırlanır: kifayət qədər miqdarda quru duzun suda həll edilməsi ilə hazırlanmış 4%-li natrium metasilikat məhluluna reaksiyanı dəyişdirmək üçün azot, xlorid və ya sulfat turşusu əlavə edilir. mühitin, güclü qələvidən güclü turşuya qədər, pH dəyəri ilə< 2. В этих условиях оксид кремния не образует гель, а будет находиться в виде стабильного золя, который и добавляют к раствору исходных солей катализатора, также имеющему кислую реакцию. Осадитель, которым может быть карбонат или бикарбонат аммония, натрия или калия, прибавляют до тех пор, пока рН не станет равным 6,8-7,5. В этих условиях осаждаются каталитические компоненты, а оксид кремния захватывается осадком и таким образом становится эффективным носителем, действующим как стабилизатор или даже как промотор .
Çöküntüdən alınan silisium oksidi soldan (turşulaşmış silikat) əldə edilən oksiddən çox az reaktivdir və buna görə də daha yüksək temperaturda (700 °C-ə qədər) silikatların əmələ gəlməsinə daha davamlıdır. Təxminən 700 °C-də silikon oksid yüksək aktivliyə malikdir, sinterləşir və tamamilə olmasa da, böyük dərəcədə silikatlara keçir. Beləliklə, dayanıqlı silisium məhlulu əla texniki xüsusiyyətlərə malik dayaq - silikon dioksid və onun əsasında katalizatorlar əldə etmək üçün yüksək keyfiyyətli xammaldır.
Katalizatorların daşıyıcısı kimi silisium dioksid aşağıdakı böyük tutumlu sənaye proseslərində istifadə olunur: sulfat turşusunun istehsalında (katalizator silikon dioksid üzərində kalium sulfat ilə təşviq edilən vanadium oksiddir); su qazının dəyişməsinin ikinci aşağı temperatur mərhələsində (katalizator - bir daşıyıcıda mis və sink oksidinin tərkibi - alüminium oksidi və ya silikon oksidi); havanın oksidləşməsi ilə naftalin və ya ksilendən ftalik anhidridin alınmasında (katalizator - silisium dioksid üzərində vanadium oksidi); etilen və sirkə turşusundan oksigenlə vinil asetatın sintezi turşuya davamlı dayaqlarda palladiumdan istifadə edir, ən yaxşısı silikon dioksiddir. Bundan əlavə, neftin krekinqi kimi mühüm sənaye prosesinin katalizatoru alüminosilikat matrisindəki kristal seolitdir. Seolitlər hidrotermal şəraitdə natrium hidroksid natrium silikat və natrium aluminatın məhluluna əlavə edilməklə əmələ gələn geldən sintez olunduğundan, silikon dioksid onların sənaye istehsalında ən vacib ilkin komponentdir.
Silisium turşusu zollarının sintezi üçün aşağıdakı üsullar sənayedə ən çox tətbiq tapmışdır: həll olunan silikatların turşularla neytrallaşdırılması, ion mübadiləsi, təzə əmələ gələn silisium turşusu gellərinin peptizasiyası, elektrodializ, silisiumun alkil törəmələrinin hidrolizi, elementar silisiumun həll edilməsi, və pirogen silisiumun dispersiyası. Sənayedə ən çox istifadə edilən üsul ilk dəfə Byrd tərəfindən patentləşdirilmiş ion mübadiləsidir. Ədəbiyyatda bu prosesin çoxsaylı modifikasiyaları məlumdur. Sıx hissəciklərlə silisium hidrozollarının sintezinin əsas mərhələləri: silisium turşusunun məhlulunun alınması; "toxum" solun sintezi; hissəciklərin böyüməsi; sol konsentrasiyası; hissəcik səthinin modifikasiyası.
Sol-gel texnologiyası məhlulun alınması mərhələsində dəyişdirici komponentləri tətbiq etməyə imkan verir. Beləliklə, məsələn, mikroməsaməli alüminosilikat gelləri, optik şəffaf alüminosilikat gelləri, bor, titan, germanium birləşmələri ilə qatqılaşdırılmış silisium gelləri, həmçinin yüksək effektiv maye xromatoqrafiyası üçün sorbentlər alınır. Sol-gel texnologiyası həm də analitik praktikada müxtəlif maddələrin təyinində sınaq aləti kimi istifadə edilmək üçün üzvi və qeyri-üzvi reagentlərlə modifikasiya olunmuş kserogelləri əldə etməyə imkan verir.
Kimyəvi cəhətdən dəyişdirilmiş silisium yüksək performanslı maye xromatoqrafiyası və həmçinin katalizator dəstəyi kimi böyük maraq doğurur. Müxtəlif üsullarla hazırlanan silisium turşusu məhlullarının amorf quruluşu uzun müddət saxlanılır, kristallaşmanın başlanğıcı sistemin iki illik qocalmasından sonra qeyd olunur. Gərginliklərin inkişafı nəticəsində ilkin amorf hissəciklər çoxlu kiçik kristal hissəciklərə parçalanır, solun daha da yaşlanması ilə böyüyür, birləşir və strukturlar əmələ gətirir. Amorf silisium az polimerləşir. kvarsdan daha çox və onların strukturunda fərqlər keyfiyyət deyil, yalnız kəmiyyət xarakterlidir. Mendeleyev silisium dioksidin polimer təbiətini də qeyd etmişdir.
Əhəmiyyətli gərginliklərin meydana gəlməsinə və nəticədə məhsulun çatlamasına səbəb olan kristallaşma prosesləri 1000-1100 ° C-dən yuxarı temperaturda bağlayıcı kimi kolloid silisium ehtiva edən bir sıra materialların effektiv istifadəsini məhdudlaşdırır. Səthin adsorbsiya modifikasiyası solların aqreqativ sabitliyinə və silisium hissəciklərinin səthinin adsorbsiya qabiliyyətinə nəzarət etmək üsullarından biridir. Dəyişdirilmiş zolların sintezi kolloid silisiumun tətbiq sahəsini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirməyə imkan verir. Müxtəlif pH və temperaturda silisium oksidi üzərində metal kationlarının adsorbsiyasını tənzimləyən qanunlar bir sıra işlərdə nəzərdən keçirilmişdir. Proses həm turşu, həm də qələvi mühitlərdə həyata keçirilə bilər. Rusiya Kimya və Texnologiya Universitetində nanoölçülü silisium dioksid əsasında materialların sintezi üçün sol-gel texnologiyalarının yuxarıda qeyd olunan prosesləri üzrə fundamental tədqiqatlar aparılır. DI. Mendeleyev.
E551 nömrəsi ilə qida əlavəsi kimi tanınan silikon dioksid rəngi olmayan kristal maddə formasına malikdir. Bu birləşmə yüksək güc və sərtliyə malikdir. Dioksid turşulara davamlıdır və su ilə reaksiya vermir.
Təbiətdə birləşmə kvars şəklində tapıla bilər, adi qum ən kiçik kvars dənələrindən ibarətdir. Bu formada olan dioksid, materialın yüksək dərəcədə təmizliyinə tələbin olmadığı sahələrdə və texnologiyalarda istifadə olunur. Kristallar şəklində silikon oksid jasper, qaya kristal, əqiq, morion, ametist, kalsedon, topaz ilə təmsil olunur. Okeanların dibində ölü yosunlardan və kirpiklərdən amorf silikon dioksid əmələ gəlir.
Sintetik maddə silisiumun oksigen atmosferində təxminən 500 dərəcə Selsi temperaturunda oksidləşməsi yolu ilə əldə edilir.
Qida əlavəsi E551 aerosil, amorf silikon dioksid, silisium oksidi, ağ his, incə dispers dioksid kimi də tanınır.
Yeməkdə olan silikon dioksidi xassələrinə görə emulqator kimi geniş şəkildə istifadə olunur və xırdalanma və yığılmanın qarşısını alan bir maddədir. Bu əlavəni aşağıdakı məhsul qruplarında tapmaq olar:
Silikon dioksid diş pastalarının, enterosorbentlərin və bəzi dərman növlərinin istehsalında istifadəsini tapmışdır.
Qarışıq keramika, şüşə, aşındırıcı maddələr, beton məmulatlarının istehsalı zamanı, rezin istehsalında doldurucu kimi, silisium istehsalı üçün, silisium odadavamlı materialların istehsalı zamanı, xromatoqrafiya sahəsində və s. maddənin kristallarının malik olduğu piezoelektrik xassələri, ultrasəs qurğularında tapılan dioksid silisiumunun istifadəsi, həmçinin radiotexnika.
Mikrosxemlərin və digər elektron komponentlərin istehsalı zamanı izolyator kimi süni şəkildə hazırlanmış oksid filmləri istifadə olunur. Təmiz əridilmiş formada olan dioksid müxtəlif xüsusi inqrediyentlərlə birləşərək fiber optik kabellərin istehsalı üçün istifadə olunur.
E551 nömrəli əlavə kimi tanınan qida silikon dioksidi qida istehsalı proseslərində istifadə üçün təsdiq edilmiş kimyəvi birləşmələr qrupuna daxildir. Ancaq bir sıra mütəxəssislərin xəbərdarlığına əsasən, silikon dioksidin insan orqanizminə zərərləri də var ki, bu da birləşmə ilə qarşılıqlı əlaqədə özünü göstərir.
Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, silikon dioksid maddə ilə təmiz formada işləyərkən ehtiyat tədbirlərinə laqeyd yanaşıldıqda zərər verə bilər. Məsələn, dioksidin digər kimyəvi reagentlərlə qarşılıqlı təsiri zamanı əmələ gələn toz insanın ağciyərlərində və bronxlarında ciddi qıcıqlanmaya səbəb ola bilər.
İçəridə birləşmənin istifadəsi vəziyyətində, dəyişməz bir vəziyyətdə mədə-bağırsaq traktından keçir və sonra təbii olaraq bədəni tərk edir. Onu da qeyd edək ki, Fransada on beş ildir ki, bu əlavə ilə bağlı araşdırmalar aparılıb və bu, yüksək səviyyədə dioksid tərkibli su içdikdə, Alzheimer xəstəliyinin inkişaf riskinin 11% azaldığını göstərdi.
Populyar Məqalələr Daha çox məqalə oxuyun
02.12.2013
Hamımız gün ərzində çox gəzirik. Oturaq həyat tərzimiz olsa belə, yenə də yeriyirik - çünki...
610240 65 Ətraflı oxu
10.10.2013
Ədalətli cins üçün əlli il, hər saniyə keçdikdən sonra bir növ mərhələdir ...
451130 117 Ətraflı oxu
02.12.2013
Bizim dövrümüzdə qaçmaq, otuz il əvvəl olduğu kimi, artıq çoxlu rəğbət doğurmur. Onda cəmiyyət...
356878 41 Ətraflı oxu
Amorf silisium üç növə təsnif edilə bilər:
1. Kvarsın əriməsi yolu ilə hazırlanmış kvars şüşəsi (həmçinin silisium tetraxloridinin yüksək temperaturda hidrolizi və ya aşağı temperaturlu plazmada oksidləşməsi).
2. Silisium M - silisium oksidinin amorf və ya kristal sortlarının sürətli neytronları ilə şüalanma nəticəsində alınan amorf silisium. Bu zaman ilkin amorf silisiumun sıxlığı artır, kristal silisiumun sıxlığı isə azalır. Silisium M termal cəhətdən qeyri-sabitdir və 930C-də 16 saat ərzində kvarsa çevrilir. Onun sıxlığı 2260 kq / m 3 (kvars şüşəsi üçün - 2200) təşkil edir.
3. Əsas ölçüləri bir mikrometrdən az olan və ya xüsusi səth sahəsi 3 m 2/q-dan çox olan ilkin hissəciklərdən ibarət olan sollar, gellər, tozlar və məsaməli şüşələr daxil olmaqla, Miroamorf silisium.
Laboratoriya şəraitində sintez edilən mikroamorf silisium üç sinfə bölünə bilər:
I Mikroskopik növlər yarpaqlar, lentlər və liflər şəklində xüsusi proseslərlə əldə edilir.
II Ölçüsü 100 nm-dən kiçik elementar sferik SiO 2 hissəciklərindən ibarət şərti amorf formalar, onların səthi ya susuz SiO 2, ya da SiOH qruplarından əmələ gəlir. Belə hissəciklər ayrı və ya üçölçülü şəbəkədə birləşdirilə bilər: a) diskret və ya təcrid olunmuş (zərrəciklər, sollarda olduğu kimi; b) təmas nöqtələrində siloksan bağı ilə zəncirlərdə birləşdirilmiş üçölçülü aqreqatlar. gellər; c) aeroqellərdə, trogen mənşəli silisium oksidində və bəzi dağılmış silisium tozlarında müşahidə olunduğu kimi kütləvi üçölçülü hissəcik aqreqatları (bax. Şəkil 1.13).
III Silisium atomlarının hamısının və ya demək olar ki, hamısının bir və ya bir neçə hidroksil qrupu tərəfindən tutulduğu hidratlaşdırılmış amorf silisium.
düyü. 1.13. Koloidal silisiumun ümumi formalarının elementar hissəcikləri. Şəkil düz təqdim olunur, lakin əslində hissəciklərin yığılması üçölçülüdür: a - sol, b - gel, c - silisium tozu
Laylı, lentli və lifli mikroformaların mikroamorf silisium oksidi alınır:
1. SiF 4-ün qaz halında 100 və ya SiCl 4 buxarlarının 100C-də hidrolizi nəticəsində qaz-maye interfeysində hissəciklərin əmələ gəlməsi. Lopalar son dərəcə reaktiv SiF 4 buxarlarının su damcıları ilə təmas səthində əmələ gələn nazik silikagel filmləridir. SiF 4-dən hazırlanan tozun “tüklü” xarakteri onun çox aşağı görünən sıxlıq dəyəri 25 kq/m 3 olmasında və həmçinin tozun suya bənzər “axıcılığında” özünü göstərir. Təxminən 1 µm diametrdə və 1/10 µm qalınlığında qeyri-müntəzəm silisium gel lopaları 92,86% SiO 2 və 7,14% H 2 O ehtiva edir.
2. Dondurma yolu ilə silisium oksidlərinin əmələ gəlməsi. Koloidal silisium və ya polisilik turşunun məhlulu dondurulduqda böyüyən buz kristalları silisium dioksidi buz kristalları arasında konsentratlaşdırılmış həll şəklində toplanana qədər yerdəyişdirəcəkdir. Belə silisium sonra polimerləşir və sıx gel əmələ gətirir. Buzun sonrakı əriməsi buz kristallarının hamar səthləri arasında əmələ gələn nizamsız formalı lopa şəklində silisium əmələ gətirir. Vakuumla qurudulmuş silisium tozunun tərkibində təxminən 10% H 2 O var.
Amorf formada ən çox yayılmış silisium silisium gel və kvars şüşəsidir. Silisium gelləri 1000C-dən çox olmayan temperaturda qızdırmaqla əldə edilir. Hazır texniki silikagel ağ və ya sarımtıl rəngli bərk şəffaf qranullardır. Nəm uducu kimi geniş istifadə olunur.
Silisium əriməsi kvars şüşəsi yaratmaq üçün asanlıqla həddindən artıq soyudulur. Mühəndislikdə istifadə olunan kvars şüşəsi bir komponentli silikat şüşədir. Yüksək təmizliyə malik təbii və ya süni silisium sortlarının əridilməsi ilə əldə edilir.
Təzyiqin artması ilə kristal olmayan silisium - kvars şüşəsi üçün də modifikasiya çevrilmələri quruldu. Şüşə sıxıldıqda, içindəki Si-O-Si bağları bükülür. Təzyiqin 3100-3300 MPa-a qədər artması ilə sıxlığın kəskin dəyişməsi (ikinci növ transformasiya) ilə müşayiət olunan bir keçid müşahidə olunur. Bu təzyiqdə istehsal olunan şüşə deyilir suprapiezglass(qısaldılmış S-P-şüşə).
Təzyiq 9000 MPa-dan yuxarı qalxdıqda, şüşə silisiumun sıxlığı yenidən artmağa başlayır və 20000 MPa-da 2,61-ə bərabər olur. 10 3 kq/m 3, kvarsın sıxlığına yaxındır, lakin material amorf qalır. Belə şüşə təzyiq aradan qaldırıldıqda elastik olaraq orijinal həcminə qayıtmır və super sıx (qatılaşdırılmış) kvars şüşəsinin nazik diskləri qorunub saxlanıla bilər. Bu sıxılmış kvars şüşəsi adlanır qatılaşdırılmış.
SiO 2-nin polimorf modifikasiyalarının xarakteristikası cədvəl 1.1-də verilmişdir.
2. Silisium M - silisium oksidinin amorf və ya kristal sortlarının sürətli neytronları ilə şüalanma nəticəsində alınan amorf silisium. Bu zaman ilkin amorf silisiumun sıxlığı artır, kristal silisiumun sıxlığı isə azalır. Silisium M termal cəhətdən qeyri-sabitdir və 930°C-də 16 saat saxlandıqda kvarsa çevrilir.Onun sıxlığı kvars şüşəsi və ya mikroamorf silisiumlar üçün 2,20 ilə müqayisədə 2,26-dır. Əslində, bəzi kristal formalardan əldə edilən silisium M bir qədər fərqli ola bilər.
3. Mikroamorf silisium, o cümlədən sollar, gellər, tozlar və məsaməli şüşələr, əsasən ölçüsü bir mikrondan az olan və ya xüsusi səth sahəsi ~3 m2/q-dan çox olan ilkin hissəciklərdən ibarətdir. (Mikroamorf silisiumun ətraflı müzakirəsi 4 və 5-ci fəsillərdə verilmişdir.)
Belə bir fikir var ki, əslində amorf silisium amorf deyil, nizamlı mikroregionlardan və ya son dərəcə kiçik ölçülü kristallardan ibarətdir ki, rentgen şüalarının difraksiyası ilə diqqətlə araşdırıldıqda, yəqin ki, kristobalit quruluşunu göstərir. Buna baxmayaraq, şərti difraksiya üsulları ilə tədqiq edildikdə, belə bir material üçün, makroskopik kristallardan fərqli olaraq, multiplet zirvələr olmadıqda, yalnız geniş bir zolaq əldə edilir. Buna görə də, bu monoqrafiyada belə silisium "amorf" adlandırılacaqdır.
Təbii şəraitdə silisium oksidinin mikroamorf növləri ya vulkan püskürmələri zamanı atılan buxar fazasından kondensasiya prosesində, ya da təbii sularda və canlı orqanizmlərdə həddindən artıq doymuş silisium məhlullarından yağıntılar nəticəsində əmələ gəlir. Silisium istisna olmaqla,
bitkilərdə və ya diatomlarda çökən təbii mikroamorf silisium adətən həll olunma qabiliyyətinin öyrənilməsi üçün uyğun ola bilməyəcək qədər çirklənmiş olur. (Təbii opalın əmələ gəlməsi və xassələri 4-cü Fəsildə müzakirə olunur.)
Laboratoriya şəraitində sintez edilən mikroamorf silisium üç sinfə bölünə bilər:
1. Vərəqlər, lentlər və liflər şəklində xüsusi proseslərlə əldə edilən mikroskopik sortlar.
2. Ölçüsü 1000 A-dan kiçik olan elementar sferik SiO2 hissəciklərindən ibarət, səthi ya susuz SiO2, ya da SiOH qruplarından əmələ gələn adi amorf formalar. Belə hissəciklər Şəkil 1-də göstərildiyi kimi ayrı və ya üçölçülü bir şəbəkədə birləşdirilə bilər. 1.2: a) sollarda olduğu kimi diskret və ya təcrid olunmuş hissəciklər; b) gellərdə olduğu kimi təmas nöqtələrində siloksan bağı ilə zəncirlərdə birləşdirilmiş üçölçülü aqreqatlar; c) aeroqellərdə, pirogen silisium oksidində və bəzi dispers silisium tozlarında müşahidə edildiyi kimi kütləvi üçölçülü hissəcik aqreqatları.
3. Quruluşunda silisium atomlarının hamısı və ya demək olar ki, hamısı bir və ya bir neçə hidroksil qrupu tərəfindən saxlanılan hidratlaşdırılmış amorf silisium. Bu tip polimer quruluşu monosilis turşusu və ya oliqosilik turşuları məhlulu bir qədər turşulaşdırmaq şərti ilə və normal və ya aşağı temperaturda suda konsentrasiya edib polimerləşdikdə əmələ gəlir. Hal-hazırda iddia edilir ki, belə şəraitdə silisium 20-30 Å-dən az olan son dərəcə kiçik sferik hissəciklərə polimerləşir.Konsentrasiya zamanı belə hissəciklər birləşərək, hissəciklər arasındakı boşluqlarda suyu saxlayaraq üçölçülü gel kütləsinə çevrilir. . Belə boşluqların ölçüləri molekulyar ölçülərə yaxındır və buna görə də onlar suyu 60 °C temperatura qədər saxlaya bilirlər, ondan yuxarı su desorbsiya edilə bilər.
Normal şəraitdə sol və gellərin hazırlanması zamanı pH dəyərinin sistemin son vəziyyətinə qədər kifayət qədər aşağı qalmaması və temperaturun 60 °C-dən aşağı saxlanmaması səbəbindən belə strukturlar qorunmur.
Amorf silisiumun yüksək xüsusi səth sahəsi və həll olma sürəti lazımi reaksiyaları toz kristal silisium üçün tələb olunandan çox aşağı temperaturda həyata keçirməyə imkan verir. Kimyəvi reaksiyanın artması...
Bəzi tətbiqlər üçün silisium və ya şüşənin səthinin su ilə nəmləndirilməsi arzu edilir. Ancaq eyni zamanda, üzvi maddələrin adsorbsiyası zamanı yaranan müxtəlif xarakterik ion, hidrofobik və ya hidrogen bağları olmamalıdır ...
Şübhəsiz ki, canlı orqanizmlərin ən qədim fosil qalıqları, Barghorn və Tyler tərəfindən kəşf edilmiş və sonradan bir çox tədqiqatçılar tərəfindən tədqiq edilmiş şert (mikrokristal silisium) şəklində tapılan mavi-yaşıl yosunlardır ...
Məqalədə qida əlavəsi (anti-caking agent və anti-caking agent) amorf silikon dioksid (E551), istifadəsi, bədənə təsiri, zərərləri və faydaları, tərkibi, istehlakçı rəyləri təsvir edilmişdir.
İcra olunan funksiyalar
anti-caking agent və anti-caking agent
İstifadə qanuniliyi
Ukrayna
Aİ
Rusiya
Silikon dioksid normal şəraitdə az aktivliyə malik qeyri-üzvi birləşmədir. Otaq temperaturunda suda həll olunmur, onunla və digər maddələrlə qarşılıqlı təsir göstərmir. Bu oksid turşudur və müəyyən şərtlərdə silikatlar adlanan silisik turşunun duzlarını əmələ gətirə bilər.
Silikon dioksid təbiətdə geniş yayılmışdır, bir çox qayaların və mineralların bir hissəsidir. Gündəlik həyatda hamıya adi (kvars) qum kimi tanınır. Bu maddənin bir neçə növ kristal modifikasiyası var.
Silikon dioksidin amorf forması əczaçılıqda köməkçi və əsas maddə kimi istifadə olunur. Amorf silisium dioksid qida sənayesində quru toz məmulatlarının yığılmasının və yığılmasının qarşısını almaq üçün istifadə edilən E551 qida əlavəsidir.
Sənayedə silikon dioksid tikinti materiallarının, keramika məmulatlarının, aşındırıcı maddələrin, fiber optik kabellərin istehsalında istifadə olunur. Texniki məqsədlər üçün təbii mənbələrdən bir məhsul istifadə olunur. Qida və əczaçılıq sənayesində silisiumun çox yüksək temperaturda oksidləşməsi ilə sintez edilən silikon dioksid E551 əlavəsi kimi istifadə olunur.
Əlavə E551 sağlamlıq üçün ən təhlükəsiz birləşmələrdən biridir. Bu maddə yemək borusunda tamamilə həll olunmur və bədəndən dəyişməz olaraq xaric olunur. Qida keyfiyyətinə müsbət təsir etməklə yanaşı, E551 əlavəsi bağırsaqlara təmizləyici təsir göstərə bilər. Təsadüfi deyil ki, silikon dioksid praktik tibbdə enterosorbent kimi istifadə olunur. Bu maddə bir çox diş pastalarında mövcuddur və ağız boşluğunun mexaniki və mikrobioloji təmizlənməsinə kömək edir.
Silikon dioksidin həll edilmədiyini nəzərə alaraq, ifrazat sistemi ilə bağlı problemləri olan insanlar E551 əlavəsi ilə qida məhsullarından sui-istifadə etməməlidirlər. Bu maddənin böyük miqdarı bədənə daxil olduqda, onun sidik sisteminin kanallarında yığılması, xüsusilə deformasiya və ya spazmodik olduğu hallarda tamamilə istisna edilə bilməz.
Əlavə E551 quru qida məhsullarının xırdalanmasının, onlarda topaqların əmələ gəlməsinin qarşısını alır. Ədviyyatların və digər qarışıqların qablaşdırılması üçün istifadə olunur. Amorf silisiumun əlavə edilməsi quru qida məhsulları folqa ilə büküldükdə xüsusilə aktualdır. Bir kiloqram qida qarışıqlarında E551-in maksimal konsentrasiyası 30 qramdan çox olmamalıdır. Silikon dioksid bütün ölkələrdə qida əlavəsi kimi istifadə üçün təsdiq edilmişdir.
