Силициев диоксид. Силициев диоксид - свойства, приложение в медицината и козметиката.


Силициев диоксид   в хранително-вкусовата промишленост - хранителна добавка под кода E-551   емулгиращи групи. Силициев диоксид   Използва се като добавка, която предотвратява слепването и натрупването на основния продукт. В храната E-551   най-често се срещат в състава на бисквити, чипс, някои лекарства (ентеросорбенти), пасти за зъби.

Въздействие върху тялото

Когато се използва силициев диоксид вътре, той преминава непроменен през стомашно-чревния тракт и след това се екскретира от тялото. Според непроверена информация проучванията във Франция показват, че употребата на вода с високо съдържание на силициев диоксид намалява риска от развитие на болестта на Алцхаймер с 11%.

Силициев диоксид   се среща естествено под формата на пясък, кварц. В общия случай силициев диоксид   - основният компонент на почти всички сухоземни скали.

Прилагане на силициев диоксид

Силициев диоксид   Използва се при производството на стъкло, керамика, абразиви, бетонни продукти, за производство на силиций, като пълнител при производството на каучук, в производството на огнеупорни материали, в хроматография и др. Кварцовите кристали притежават пиезоелектрични свойства и затова се използват в радиотехнически и ултразвукови инсталации. Изкуствено произведените силициеви филми се използват като изолатор при производството на микрочипове и други електронни компоненти. Почистете разтопено силициев диоксид   в комбинация с редица специални съставки, използвани за производството на оптични кабели.

Обща информация

В природата силициев диоксид   Намира се под формата на кварцов минерал; пясъка, Такъв диоксид се използва в технологии, които не включват висока степен на чистота на материала. синтетичен силициев диоксид   получени чрез окисление на силиций в кислородна атмосфера при температура от Е-400-500 ° С.

Силициев диоксид   това е много твърдо, безцветно кристално вещество. Силициев диоксид   не реагира с вода и е устойчив на киселини. Молекулната формула на веществото: SiO 2. Силициевият оксид, който е член на групата на киселинните оксиди, образуващи стъкло, взаимодейства с повишаването на температурата с алкали и алкални оксиди, разтворими в флуороводородна киселина, има тенденция да образува преохладена стопилка, т.е. стъклото е отличен диелектрик.

Съгласно структурата на съединението и свойствата на хранителния емулгатор Е551, силициевият диоксид принадлежи към групата вещества, които са силициеви оксиди. В допълнение към наименованието, фиксирано в хранително-вкусовата промишленост, има и други имена за хранителния емулгатор E551, силициев диоксид. Например, аморфен силициев диоксид, аеросил, бяла сажка, силициев диоксид, както и фино диспергиран силициев диоксид. Свойствата на хранителния емулгатор Е551 Силициев диоксид дават всички причини за класифициране на химичното съединение в категорията на киселинните оксиди.

E551 хранителен емулгатор Силициевият диоксид под въздействието на температурата започва да влиза в химическа реакция с алкали, както и основни оксиди. В допълнение, органично активното вещество силициев диоксид, който е част от емулгиращия Е551, може да се разтвори в флуороводородна киселина, както и да се използва като диелектрик и част от оксидите, образуващи стъкло. Заслужава да се отбележи, че хранителният емулгатор E551 силициев диоксид може да бъде представен в няколко версии.

Увреждането на хранителния емулгатор E551 силициев диоксид

Трябва да се отбележи, че α-кварцът се счита за най-разпространената естествена модификация на силициевия диоксид на повърхността на планетата Земя. В момента хранителният емулгатор Е551 Силициев диоксид принадлежи към групата на химичните съединения, разрешени за използване в производствените процеси в хранително-вкусовата промишленост. Въпреки това, редица експерти предупреждават срещу вредата от хранителния емулгатор E551 силициев диоксид за човешкото тяло, което може да възникне в резултат на взаимодействие с хранителни добавки.

Въпреки това, за справедливост си струва да се подчертае, че увреждането на хранителния емулгатор E551 Силициевият диоксид може да нанесе само в случай на неспазване на предпазните мерки при работа с химично вещество в чист вид. Например, прах, генериран от взаимодействието на силициев диоксид с други химически реагенти, може да причини силно дразнене на бронхите и човешките бели дробове.

От друга страна, експертите установиха връзка между редовната консумация на вода, обогатена със силициев диоксид, и намаляване на риска от тежка и устойчива на болестта на Алцхаймер болест. Вярно е, че с известна полза експертите все още определят стандартите за ограничаване на съдържанието на хранителния емулгатор Е551 Силициев диоксид в състава на тези хранителни продукти, в процеса на производство на които е използвана хранителната добавка.

Най-често срещаният хранителен емулгатор E551 Силициев диоксид се намира в следните групи храни:

  • подправки, подправки и различни готови за консумация и сушени подправки;
  • храни на прах, например захар, сол или брашно;
  • ферментирали млечни продукти, по правило сирена;
  • сладкиши и сладкиши;
  • различни видове закуски, обикновено чипс, ядки във всички видове глазури, както и бисквити и повечето други закуски за бира;
  • алкохолни продукти.

Ако ви харесва информацията, моля, кликнете върху

Силиконовият диоксид (химична формула: SiO2, силициев диоксид) е безцветен кристален, стъклен или Този минерал във формата е широко използван в строителството, в производството на химически продукти и радиотехника, в самолетостроенето и много други индустрии.

Разпространява се в природата силициев двуокис

Силициевият диоксид се съдържа в земната кора като смеси с някои други минерали (те се наричат ​​гранити) и като силикати са част от скалите. Най-често срещаният минерал в природата е кварц, много по-рядко се срещат кристаболит, халцедон, тридимит, опал и лещелерит (кварцово стъкло). Малките кварцови кристали образуват така наречения "венозен" кварц. С постепенното разрушаване на скалите се образуват кварцови пясъци, които, уплътнени, водят до появата на кварцит и пясъчник.

Скалния кристал е най-чистият кварц, безцветен. Нейните кристали могат да тежат десетки тонове и да достигнат дължина от няколко метра. Също така, кварцът може да бъде оцветен с различни примеси в цвят лилав (аметист), жълт (цитрин), черен (морион), опушен (rauchtopaz). В природата са открити и криптокристални форми на кварц: червено-розов карнелиум, зелена ябълка хризопраз, синкав сапфир, фино оцветени яшми, песъчливи оникси и ахат, рогове и кремък.

„Благородният“ опал е уникален, който се състои от хомогенни колоидни частици с диаметър около 0.2 микрона. Тези частици са плътно опаковани в подредени агломерати, те съдържат по-малко от един процент вода (в повечето опали около 7%). Естествените натрупвания на силициев диоксид също могат да образуват диатомит, трипила. От този минерал са изградени скелети на някои гъби. Тя е част от стъблата на растенията - като тръстика, хвощ, бамбук.

Как да се получи силициев диоксид?

Синтетичен SiO2 може да се получи:

Чрез по-рядко излагане на солна (HCl) или сярна (H2SO4) киселини на други разтворими силикати (този метод е основен в развитите страни);

Използване на колоиден силициев диоксид (чрез замразяване или коагулиране под действието на F-, Na + йони);

Чрез хидролиза на силициев флуорид SiF4, силициев тетрахлорид SiCl4, тетраетоксисилан (C2H5O) 4Si, твърд десублимат (NH4) 2SiF6 в газова форма, а също и във воден амоняк и водни разтвори (понякога с добавка на органични основи или етанол).

Получава се аморфен силициев диоксид:

От диатомит и триполи;

Калциниране на оризови люспи;

Смилане на кварцов пясък.

Безводните силициеви прахове се получават:

Използване на химическо отлагане на пари;

Чрез хидролиза и окисление на пирогенен силициев диоксид и силициев флуорид;

Чрез изгаряне на парите на силициев тетрахлорид SiCl4 в смес от О2 и Н2.

Как да използваме силициев диоксид?

Silica natural се използва при производството на порцелан, бетон, абразиви, силикатни тухли, керамика, керамика, динас, силикатни стъкла;

Синтетичният силициев диоксид ("бяла сажди") се използва като пълнител при производството на каучук;

Кварцовите монокристали намират приложение в радиотехниката (филтри, честотни стабилизатори, пиезоелектрични резонатори), в акустоелектрониката и акустооптиката, в бижутерията, в оптичното приборостроене;

Скален кристал и синтетичен силициев диоксид се използват като суровини за производството на кварцово стъкло, кварцови монокристали, кварцови влакна и керамика. От своя страна керамиката и кварцовото стъкло се използват в авиационната индустрия, оптиката, електрониката и други индустрии. Кварцов плат се използва като материал, който запазва топлината, а кварцовите влакна се използват за създаване на оптични системи и комуникационни линии.

Физични и химични свойства на аеросил (силициев диоксид)

aeroforces   (от латинската дума - Aerosilum), оксили (от латинската дума - Oxylum) силициев диоксид, Колоидален силициев анхидрид (Ph. Eur.), Колоиден силициев диоксид (USP), колоиден безводен силициев диоксид (BP), силициев двуокис (CAS № 7631-86-9) - безводен аморфен силициев диоксид, принадлежи към групата на синтетичните активни високодисперсни минерални пълнители. В фармацията Aerosil (силициев диоксид) се използва като помощно вещество, стабилизатор, желиращ агент, адсорбент, подобрява течливостта на таблетките, мехлема, гела и други смеси. Понякога като активна фармакологична съставка се използва силициев диоксид (той има антибактериални свойства, детоксикатор, сорбент).

получавам силициев диоксид чрез хидролиза на пари от силициев тетрахлорид в водороден пламък при температура\u003e 1000 ° С (1100-1400 ° С). Полученият продукт е бял, аморфен, непорест, безразличен прах, който се разпръсква, съдържа 99,3% Si02; има висока дисперсия (диаметър на частиците 4-40 микрона, има сферична или почти сферична форма), специфичната адсорбционна повърхност е 50-450 m2 / g; насипна плътност от около 50 g / l, плътност - 2.36 g / cm3; рН на водната суспензия е 4.0; индекс на пречупване n20D = 1.46. Аеросилът не се разтваря във вода, киселини и разредени основи. При концентрация на аеросил във вода в количество от 10-12% се образува нисковискозна течна суспензия, при 17% - полутвърда маса при 20% - груба маса, която при втриване се превръща в хомогенна мазна маса. Поради високия афинитет към водата, аеросилът се нарича хидрофилни вещества. Но силициев диоксид (Aerosil) марка R972 има хидрофобни свойства.

Има няколко търговски марки на Aerosil (силициев диоксид)които се различават главно по специфичната повърхност, степента на хидрофилност или хидрофобност, както и присъствието на други пълнители. Според определението на комисията по номенклатурата аморфният силициев диоксид се нарича оксид. В Украйна химическо и металургично предприятие, лицензирано от Degussa, произвежда немодифициран стандартен аеросил от 175 марки; 300 380 с хидрофилна повърхност; метиларозил АМ-1/175 и АМ-1/300, модифициран с диметилдихлоросилан; Етерни органозоли от марки ADEG-175 и ADEG-300, модифицирани с етилен гликол и диетилен гликол и AM-2, модифицирани с аминоалкохоли. В Съединените щати се произвежда модифициран аеросил - органосил и кебосил (Cabot), в Русия, бутозил, аеросил-К, който е комбинация от 85% силициев диоксид и 15% нишесте, COK-84 аеросил, който е коагулант от 85% силициев диоксид и 14% амониев оксид. В Германия компанията "Degussa" произвежда хидратирани марки аеросилсъдържащи свързана вода (durosil, vulkasin, sifloks, ultrasil и др.), които се различават по съдържание на SiO2, диаметър на частиците, плътност и свойства), аеросил под формата на суспензии (K-314, съдържа 14% А, K-328, съдържа 28% A.). В Япония се произвеждат и носят микросилове във Франция - Francil, в Англия - Manosil. За козметика може да се направи под формата на паста. Наскоро във фармакопеята на различни страни (Унгария, Дания, Австрия и др.) Беше въведена аеросил. В САЩ силициев диоксид (аеросил) също е разрешен като добавка към хранителните продукти в размер на 2%.

aeroforces   теорията за "чистите" вещества, които освобождават активните съставки без разходи за енергия. Електронно-микроскопските изследвания показват, че всяка основна частица аеросил се състои от четири отделни слоя (фигура). Ядрото на тази частица е триизмерен полимер на SiO2 елементите. Наличието на силиконови Si-OH и силоксанови Si-O-Si групи на повърхността на частиците, Aerosil е в състояние да създаде подобна на модел структура благодарение на водородните връзки, което позволява ограничаване на термичното разширение на желираната течност. Силоксановите и силановите групи в аеросил са функционални, а силиконово-кислородната връзка се характеризира с висока якост (достига 372,5 J / mol), което се обяснява с неговата полярност, поради която ковалентната връзка се доближава до йонната връзка.

Таблица - Основни свойства на силициев диоксид (Aerosil)



Фигура. Структурата на пространствената решетка на Aerosil в хидрогел

Силанолните групи са неравномерно разпределени. Има повърхностни силан групи, които могат да бъдат свободни или свързани с водородни мостове, и силанолни групи в молекулата, които също могат да бъдат свързани помежду си с водородни мостове. В резултат се създава разклонена насипна структура, в резултат на което аерозилът се нарича неорганичен полимер. Силоксановите групи притежават хидрофобни свойства, те са стабилни (ОН силанолните групи се отделят при температура\u003e 300 ° С), предизвикват кисела реакция; имат хидроксилни групи както на повърхността, така и вътре аеросил молекули, При равномерно разпределение всеки втори силиконов атом има хидроксилна група на повърхността.

Това причинява три вида аерозилни взаимодействия: физическа адсорбция, химична адсорбция (образуване на водородни мостове от силанолни групи с вода, алкохоли, киселини и други вещества) и химични реакции на повърхността на молекулата. Така, силанолните групи взаимодействат с алкохоли, за да образуват етери.

Аеросил (силициев диоксид) има добри сорбционни свойства, абсорбира от 15 до 60% различни течности в зависимост от тяхната природа, без да променя вида и течливостта на праха. Първият слой вода се абсорбира от аеросил поради създаването на водородни мостове (химическа адсорбция), а следващите слоеве се дължат на физическа адсорбция. Физически адсорбираната вода се отделя при температура 25-150 ° С, докато химически адсорбираната вода се отделя при 800 ° С.

Аеросилът, който се използва за производството на лекарства, трябва да има висока чистота. Таблица 1 показва химическия състав на различни търговски марки на Aerosil, които могат да имат определени примеси, образувани по време на производствените процеси, например, следи от солна киселина, което причинява рН от 4% водна суспензия на полимера (3.6-4.3). Така, Aerosil (силициев диоксид) се държи като слаба киселина.

Таблица 1 - Химичният състав на различните видове аеросил (по отношение на сухо вещество, според М.М. Астраханов)

Съдържание,% Аеросил марки, състав,%
200; 300; 380 0 SOK84 R972 комбиниран
SiO2 >99,87 >99,8 82–86 >98,3 85
Al2O2 14–18 –
Fe2O3 –
TiO2 – 0,03 –
Na2O – – – –
като – – – –
В2О3 – – – –
Bi2O3 – – – –
P2O5 – – – –
HCl – 0,05
нишесте – – – – –

Таблица 2 показва най-важните физикохимични свойства на различните аеросил маркикоито се използват широко в производството на лекарства

Таблица 2. Физични и химични свойства на различни марки аеросил

индикатор Печати на аеросил
200 300 380 0 СОК-84 R-972
Специфична повърхност, m2 / g 200 ± 25 300 ± 30 380 ± 30 200 ± 25 170 ± 30 120 ± 30
Загуби при запалване,% 1 2 2,5 1 1 2
Среден размер на частиците 12 7 7 12 – 16
Съдържание на влага,% (изсушено при 105 ° С) – 1,5 1,5 1,5 0,5 2,5
Наситено тегло, g / l, стандартно (неекструдирано) пресовано ≈60≈120
шупливост порест порьозни
рН 4% водна дисперсия 3,6–4,3 – – 3,6–4,3
3.5–4.1 (в метанол)

Най- производство на лекарства Аеросил Използва се като стабилизатор за суспензионно масло. Има висока способност за адсорбиране на различни течности. Добавянето на аеросил към състава на маслото и водно-алкохолно-глицероловото суспензионно покритие подобрява утаяването, агрегацията и агрегативната стабилност на тези системи, създавайки достатъчно силна пространствена структура, способна да задържа имобилизираната течна фаза с суспендирани частици на фармацевтични вещества в клетките. При водни и водно-алкохолни суспензии стабилизиращият ефект на аеросил се дължи главно на електростатични сили. Седиментацията на частици от твърдата фаза в стабилизирани водно-алкохолни суспензии се наблюдава 3 пъти по-бавно, отколкото в нестабилизирани системи. Стабилизиращият ефект на аерозила се увеличава в присъствието на малко количество повърхностноактивно вещество, например Tween-80. Наличието на аеросил (при концентрация 1.0–5.0%) в емулсии и суспензии повишава тяхната стабилност, способността да се фиксира по-добре върху кожата и ефективността на терапевтичното действие. С вода и алкохол силициев диоксид с концентрация 3%   създава мътни суспензии, чиито фракции имат отрицателен заряд.

Едно от свойствата на аеросил е неговата способност за сгъстяване (сгъстител) (Таблица 3).

Таблица 3. Сгъстяващ ефект на Aerosil-200

Това свойство се използва за получаване на аеросил-съдържащи гелове и основи за мази, които включват аеросил. Като течна фаза за техните състави се използва течност от полиетилсилоксан под името Esilon-5 или Esilon-4, рибено масло, PEG-400, рициново масло, мастни масла и други подобни. Esilon-5 удебелява 16% от Aerosil, известен като вазелин KV-E / 16, не дразни кожата, не пречи на абсорбцията на активни вещества. Като сгъстител се използва течна фаза аеросил (силициев диоксид) в размер на 8-16%. Получените гелове имат мека пластмасова консистенция, са добре разпределени и фиксирани върху кожата. Те имат добра колоидна стабилност при повишени температури (≥ 40 ° C), запазват необходимата консистенция, която не се променя дори при 100 ° C, и следователно аеросил-съдържащите гелове и мехлеми могат да се използват в тропически климат. Според структурните и механични свойства на геловете, които включват аеросил, представляват тиксотропни пластмасови термостабилни системи и имат антимикробна устойчивост. Количественото съдържание на аеросил в системата влияе върху реологичните и биофармацевтичните свойства на геловете. Увеличаването на силициевия диоксид в състава на геловете води до увеличаване на техния пластичен вискозитет и тиксотропни свойства, докато освобождаването на активната фармакологична съставка е значително забавено.

Използването на аеросил (силициев диоксид) в медицинската и ветеринарната фармацевтична промишленост

Аеросил се използва при производството на таблетки.   в концентрация 0.1-0.5% като плъзгащо и разрохкващо (0.1-2.0%) вещество, което намалява времето на тяхното разпадане, улеснява процеса на гранулиране, подобрява течливостта на таблетната маса. Адсорбционните свойства на Aerosil се използват при производството на прахове, екстракти и други фармацевтични препарати.

Многобройни фармакологични, токсикологични и биофармацевтични изследвания са потвърдили, че когато се използва вътрешно, аеросилът е безразличен, добре понасян от пациентите, има лечебни свойства при заболявания на стомашно-чревния тракт и други възпалителни процеси и може да бъде източник на снабдяване с силиций в организма. Има доказателства, че аеросил (силициев диоксид)   може да допринесе за намаляване на гладките мускули и кръвоносните съдове, както и да има антибактериални свойства.

Фармацевтичните системи, съдържащи аеросил, не проявяват дразнещи и токсични ефекти. Същите свойства са присъщи на мехлемите при използване на епсилон и аеросил като основа (състав на епсилон-5, сгъстен с 15% аеросил при производството на мехлеми с антибиотици и кортикостероиди). Мехлеми с аеросил (силициев диоксид)   лесно изстискани от тръбите, добре фиксирани върху кожата, имат продължителен ефект.

литература

Жогол Ф., Возняк В., Попович В., Богдан Ж. Спомагателни вещества и тяхното използване в технологията на лекарствените форми. - Лвов, 1996; Персев И.М., Котенко А.М., Чуешов А.В., Халеева Е.Л. Фармацевтични и биологични аспекти на мехлемите: Монография. - H., 2003; Печковская К.А. Пълна каучук. В: Енциклопедия на полимерите. В 3 т. - М., 1974.

Силициев оксид (IV)

Химични свойства

Силика, какво е това? Според Уикипедия, четиривалентен силициев диоксид е компонент на почти всички скали. Това химично съединение има формата на безцветни кристали, с доста висока точка на топене. Формула за силициев диоксид: SiO2, Химичната формула на силициевия двуокис съвпада с формулата на силициевия диоксид. Точка на топене - около 1600 градуса по Целзий.

Веществото принадлежи към групата на киселите оксиди, е диелектрик и има няколко полиморфни модификации на кристалите. Под действието на високи температури и налягане веществото се превръща в коесит и стишовит, има различни модификации и форми, кварцин, опал, автогенен кварц, халцедон; аморфният силициев диоксид е кварцово стъкло.

Приложение на силициев диоксид

Веществото, дължащо се на разнообразието от форми, се използва в различни области. Минералът се използва в производството на стъкло, абразиви, бетонови изделия и керамика; като пълнител по време на производството на каучук, за получаване на силиций; в производството на огнеупорни материали; в хроматография. Кварцовите кристали се използват за производство на запалки, ултразвукови инсталации, в радиотехниката. Някои водорасли допринасят за натрупването на силициев диоксид в биосферата и изпълняват биохимична функция. Съединението се използва и като емулгатор в хранителната промишленост ( E551), добавени към пастата за зъби. Използва се като изолатор при производството на оптични кабели, използвани като нагревателни елементи в електронните цигари; в бижута и така нататък. Използването на силициев диоксид в медицината като помощно вещество, хранителна добавка или като ентеросорбент е широко разпространено.

Силициев диоксид: вреда и ползи

Веществото не може да причини специална вреда на тялото, тъй като проникването в стомашно-чревния тракт не се абсорбира през стените на стомаха и се екскретира непроменено. Хранителна добавка Е 551 присъства в много храни, в захар, мляко на прах и слава, чипс, бисквити, алкохолни напитки и сладкарски изделия. При правилното използване на наркотици, липсва и увреждането на колоида от силициев диоксид.

Фармакологично действие

Адсорбиране, регенериране.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Силициев диоксид има доста висок абсорбционен капацитет. Веществото свързва и премахва различни ензими от тялото, angigeny продукти от разпадане на тъканите, микроорганизми и храна алергените , Веществото се използва активно за евакуация на някои лекарства, вода и отрови. След проникване в храносмилателния тракт, агентът не се подлага на системна абсорбция и не се натрупва в организма.

Когато се използва локално, веществото предотвратява некротичните промени в тъканите и насърчава заздравяването на раните.