162960. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy diszperzitásfokú, abszolut száraz szilicium-dioxid előállítására
162960 6 csapadékként kapott kovasavakkal szemben, amelyeknek szilanolcsoportjai, mint ún. kötött szilanol-csoportok, főképpen a térben egymáshoz közel állókból állnak, emellett az esetleg jelenlevő szabad szilanol-csoportdk mennyisége egyáltalán nem jelentékeny. Meglepő továbbá, hogy a találmány szerint végzett magas hőmérsékletű kezelésnél megmarad a teljes rehidratizáló képesség, ami ellentétben áll mindavval, amit az irodalom a mai napig közölt az ilyen magas hőmérsékleteken izzított kovasavákról. További előnyökként említjük, hogy ez az eljárás maradéktalanul eltávolítja az SiC>2-aerogélből az összes, adott esetben jelenlevő, illékonnyá váló szennyezéséket, így pl. a még jelenlevő sósavat. Az alacsony hőmérsékleten végzett hosszabb hőkezelések önmagában ismert előnyei tehát meglepő módon megmaradnak a találmány szerinti rövid időtartamú magas hőmérsékletű kezelésnél, emellett azonban a magas hőmérsékletek egyértelműen leírt hátrányait az eljárás elkerüli — nyilvánvalóan az igen rövid reakcióidő következtében. A jelen termikus eljárás, utólag hozzákapcsolt eljárási lépés formájában közvetlenül beépíthető az SiC>2-aerogél előállítási eljárásába, vagy szét is választható mind térbelileg, mind időbelileg és az alkalmazás helyén közvetlenül beiktatható a tovább-feldolgozás elé, és így abszolút száraz Si02-aerogélhez jutunk, egyidejű savtalanítás mellett. A kötött szilanol-csoportok, valamint a víz hiánya e terméket különösen erősen aktívvá teszi. A találmány tehát vonatkozik a találmány szerinti eljárással előállított nagy diszperzitásfokú, abszolút száraz szilicíum-dioxidra is. Ezt a terméket szabatosan úgy jellemezhetjük, hogy a szabad szilanol-csoportok megtartása mellett nem tartalmaz a felületen kötött víztől eredő hidroxil-csoportot és nem tartalmaz vagy csak extrémen kis mennyiségben tartalmaz olyan felületi hidroxil-csoportokat, amelyek hidrogénhíd képzése közben egymással reagálhatnak. A termék erős aktavitása nemcsak reaktív anyagok addíciójára, ill. adszorpciójára vonatkozik, hanem ugyanúgy vonatkozik mind a szilanol-csoportokon végbemenő kémiai reakciókra, amelyek ilyen termékkel könnyebben és tökéletesebben végezhetők, mint a kezeletlen vagy előzetesen szárított aerogélekkel, mind a találmány szerinti eljárás során jelentős mennyiségben keletkező reaktív sziloxán-csoportok kémiai reakcióira is. E reaktív sziloxán-csoportok alkalmasak egyrészt — a szilanol-csoportokhoz hasonlóan — reaktív anyagok hasítására és ezt követő kémiai reakciókra, valamint alkalmasak közvetlen addícióra is, pl. poláros XH-vegyületekkel mint alkoholokkal, aminokkal stb. A kapott termék közvetlenül bedolgozható tetszőleges szerves száraz oldószerbe, és ily módon szállításra kész állapotba hozható az abszolút száraz SiC^-aerogel, anélkül, hogy a szállítás közben vagy a feldolgozás helyén a nedvesség hozzájuthatna az ilyen módon elkészített pasztához. Az előbbiekben leírt módon pl. a pirogén-szilícium-dioxid legkülönbözőbb fajtáit is átalakíthatjuk különösen nagy aktivitású Si02-aerogéllé, hidroföbizált, vagy ennek megfelelő egyéb haté-5 kony felületkezeléssel ellátott termék esetében is. Így pl. a 100—400 m2 /g felületű és 0,2—5,0% közötti legkülönbözőbb víztartalommal rendelkező kiindulási SiC>2-aerogélek tulajdonságai a 10 kezelés után erősen módosultak. Egyrészt változott, emelkedett pH-értékük, valamint változott a felületük is és ezenkívül tetemesen emelkedett a sűrítő hatásuk és tixotropiájuk. Meglepő módon még a szerves szennyezéseket tartal-15 mázó Si02-aerogélek is erősen aktív, extrém tiszrta aerogéleket szolgáltatnak a csupán néhány másodpercig tartó kezelés következtében. Az alábbi példák közelebbről szemléltetik a találmányt: 20 1. példa Si02-aerogélt (1) (380 m2 /g felületű) kezelet-25 len 110 C° és 10~ 3 Hg mm-en másfél órát szárítunk (2), majd egy percnél rövidebb ideig kezeljük 950 C°-on és 3—4 Hg mm-en csőkemencében (3) és egy további mintát 1 percnél rövidebb ideig kezelünk 950 C°-on közönséges 30 nyomáson, ellenáramban egy kb. 150—200 C°-ra előhevített oxigéntartalmú gázkeverékkel (4) (felület: 360 m3 /g). Mind a 4 mintából — amelyek közül a szárított minta (2) és a 950 C°-on termikusan kezelt 35 minták (3 és 4) ugyanabból az Si02-aerogél-ből (1) minta származnak — azonos mennyiséget veszünk és ezeket azonos mennyiségű széntetrakloridban szuszpendáljuk, majd csövecskékbe öntjük és azokat leolvasztjuk. A különböző sűrűség 40 még hosszabb idő után is világosan felismerhető. A sűrűségbeli különbségek 4 hónapos tárolási idő után is változatlanul megmaradtak a zárt csövecskékben. 45 2. példa 1,20 m hosszú, 25 mm átmérőjű és 1 m hosszú hevítési zónával rendelkező kvarc-csőkemencé-50 ben friss szilíciumdioxid-jaerogélt (felülete 300 m'2 /g), amely kb. 0,5%-os normál víztartalommal (adszorbeált a fiziszorbeált víz) rendelkezik, abszolút száraz, kötött szilanol-csoport-mentes tiszta Si02-aerogéllé (felület: 300 m^/g) alakí-55 tunk át. A reakció végbemenetelét mind a kiindulási — mind a végtermék IR-spektrumával igazoltuk. A kapott termék infravörös spektruma — széntetrakloridban mérve — 4000 és 2000 cm-1 között csupán' egyetlen, keskeny intenzív 60 sávot mutat kb. 3700 cm-í-nél. A teljesítőképességtől függően óránként 500— 800 g fentiekben ismertetett száraz terméket kaptunk; a kísérletet 50—100 l/h, 100—200 C°-ra előmelegített levegővel és ellenáramban végez-65 tük. 3
