Σε άμορφο πυρίτιο. Διοξείδιο του πυριτίου.

Συγγραφέας Χημική Εγκυκλοπαίδεια β. I.L. Κουνουανιστές

ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΣΙΛΙΚΩΝ  (σίλικα) Si02, bestsv. κρυσταλλική, άμορφη ή υαλώδης ουσία.
Δομή SILICA DIOXIDE d. Υπάρχει αρκετές πολυμορφικές τροποποιήσεις (βλ. Πίνακα). Θερμοκρασίες μετάβασης σε κανονική πίεση: α-χαλαζία Db -κατάρτευση 575 ° C (μεταβολή DHO 0,41 kJ / mol), ρ-χαλαζία D ρ-κριστοβαλίτης 927 ° C (2,26 kJ / mol), π-χαλαζία (0,27 kJ / mol), β-τριδυμιδίου Dg-τριδυμιδίου 160 ° C (0,15 kJ / mol), α-τριδύμου Db- / mol), γ-διθειμίδιο Db-κριστοβαλίτη 1470 ° C (0.21 kJ / mol), α-κρυσταλλολίτη Db-κριστοβαλίτη 270 ° C. Το σημείο τήξεως του ρ-χαλαζίου είναι 1610 ° C (DHO mp 8,53 kJ / mol), γ-τριδυμίδιο 1680 ° C, β-κριστοβαλίτης 1723 ° C (DΗOλ 9,6 kJ / mol). Πολύμορφο μετασχηματισμένο χαλαζία, τριδύμιο και κριστοβαλίτης συνοδεύονται από μεταβολή του όγκου. Οι κρυσταλλικές μορφές του SILICON DIOXIDE κατασκευάζονται από τετράεδρα SiO4, και οι μορφές α και β διακρίνονται από ελαφρά μετατόπιση και περιστροφή του τετραέδρου. Για τους τριδύμους χαμηλής θερμοκρασίας, παρέχονται επίσης δεδομένα για άλλους κρυσταλλικούς κρυστάλλους. Ωστόσο, όλες οι τροποποιήσεις περιέχουν b -tremitite ως κύρια δομική μονάδα, αλλά διαφορετικά παραμορφώνονται. Για παράδειγμα, περιγράφονται οι τρικλινικοί και μονοκλινικοί τριδυμικοί. Στη φύση, επίσης βρέθηκαν κυβικά. Παρασκευή Si02 - μελαγχρίτης (α \u003d 1.3402 nm, ζ \u003d 48, ομάδα χώρου Pt3p). Σε υψηλές πιέσεις, σχηματίζεται φάλαινα (80-130 ΜΡα, 400-500 ° C), coesite (1.5-4 GPa, 300-1700 ° C), stishovite (16-18 GPa, 1200-1400 ° C). Το Stishovit είναι η μόνη τροποποίηση του διοξειδίου του πυριτίου SILICON, κατασκευασμένο από SiO 6 octahedra. Η σταθερότητα του τριδιμίτη πιθανώς προσδιορίζεται από τις ακαθαρσίες των Να και ΑΙ. Η ασταθής μορφή πυριτίου DIOXIDd. - ρομβο-διπυραμιδικό "ινώδες πυρίτιο". Εκτός από τους κρυσταλλικούς κρυστάλλους, το SILICON DIOXIDE μπορεί επίσης να έχει άλλες μορφές ύπαρξης. Κρυμμένο κρύσταλλο μορφές (χαλκηδόνια) έχουν παρόμοια δομή με τον χαλαζία. Όταν εξάγονται κατιόντα από ορισμένα πυριτικά άλατα με οξύ, λαμβάνεται ένυδρος. κρυσταλλική, πυριτία. Κληρονομούν την υφή των ορυκτών πηγής, σχηματίζοντας ινώδεις, λεπτές (λεπιδοειδείς) και σε φύλλα στρωματοποιημένες δομές. Άμορφοι ανισότροποι και ισοτροπικοί (οπάλιοι) σχηματισμοί, λεπτό φυσικό πυρίτιο (τριπόλι, συνθετικό κολλοειδές πυρίτιο και σκόνες πυριτίας) είναι γνωστοί. Ενυδατώστε άμορφο διοξείδιο του πυριτίου που κατακρημνίστηκε από διαλύματα πυριτικού νατρίου, κλπ., πολυμερίζεται σε σφαιρίδια. σωματίδια με διάμετρο μικρότερη από 100 nm, συνήθως 2-3 nm. Παραλήφθηκε άμορφη πυριτία με τη μορφή φυλλιδίων, ταινιών και ινών (βλέπε Σιλικαζέλ). Σε υψηλές θερμοκρασίες απελευθερώνονται λεπτές σκόνες πυρετογόνου άνυδρου πυριτίου - Aerosil και άλλων - από την αέρια φάση. Σχετικά με το υαλώδες πυρίτιο, δείτε το γυαλί χαλαζία.
Ιδιότητες  Η τάση ατμών του SILICON DIOXIDE, 13.3-133 Pa, κοντά στο σημείο τήξης. ΔΙΟΞΕΙΔΩΜΕΝΟ ΣΙΛΙΚΟ. - διηλεκτρικό, r 10 12 Ohm * m (20 ° C), 9 * 10-1 Ohm * m (1600 ° C). Οι απλοί κρύσταλλοι Α-χαλαζία έχουν μια χειρόμορφη δομή, η οποία καθορίζει την οπτική τους δραστηριότητα και την πιεζοηλεκτρική. ιδιότητες. Ο χαλαζίας είναι διαφανής σε υπεριώδεις και μερικώς ακτίνες IR.

   * Δείκτες διάθλασης: N g - περισσότερο, N p - λιγότερο. ** Τα a - και b - quartz έχουν δύο κενά. ομάδες, καθώς και για τις δύο μορφές, είναι δυνατά τα αριστερά και δεξιά οπτικά ισομερή. *** β-120 ° C.

Η διαλυτότητα του α-χαλαζία στο νερό είναι 10-3% κατά βάρος (25 ° C), οι άμορφες μορφές σίλικα είναι 0.007-0.015% (για υδατικά διαλύματα Si02, βλέπε Silicic Acids). Η διαλυτότητα του SILICON DIOXIDE σε όξινα και αλκαλικά μέσα καθορίζεται από τη φύση του διαλύτη. ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΣΙΛΙΚΟΥ δ. Αδιάλυτο στους περισσότερους οργανικούς διαλύτες. Αντιδρά με υδροφθορικό οξύ για να σχηματίσει φθοροπυριτικό οξύ. Στους 250-400 ° C, η αλληλεπίδραση με αέρια HF, F2 (δίνοντας SiF 4), στους 200-250 ° C - με NH4HF2. Σε ένα μίγμα με άνθρακα αντιδρά με Cl2 όταν θερμαίνεται σχηματίζοντας SiCl4. Το άμορφο πυρίτιο διαλύεται αργά σε υδατικά διαλύματα αλκαλίων, Na2C03 (δίνοντας πυριτικά άλατα) και NH4F (σχηματίζοντας φθοροπυριτικά), ο ρυθμός διάλυσης αυξάνεται με την αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας. Όταν τα μίγματα σκόνης SILICON DIOXIDE θερμαίνονται με διάφορα οξείδια, σχηματίζονται πυριτικά άλατα και όταν συντηχθούν με Na2C03 και Na2S04 είναι το υδατοδιαλυτό πυριτικό νάτριο (βλέπε επίσης διαλυτό γυαλί).
Διανομή στη φύση. Περιεχόμενο ελεύθερο ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΣΙΛΙΚΩΝ στο φλοιό της γης 12%; Περιλαμβάνεται επίσης στα πετρώματα με τη μορφή διαφόρων πυριτικών ενώσεων ή με τη μορφή μειγμάτων με άλλα ορυκτά (γρανίτες). Το χαλαζία είναι ένα από τα πιο κοινά μέταλλα: το τριδύμιτο, το κριστοβαλίτης, το lschatelit (φυσικό γυαλί χαλαζία), η χαλκηδόνια, τα οπάλια είναι πολύ λιγότερο κοινά. Μικροί, διαφορετικά προσανατολισμένοι κρύσταλλοι χαλαζία σχηματίζουν ένα χαλαζία "gangue". Με την καταστροφή των πετρωμάτων δημιουργούνται άμμοι χαλαζία, η συμπύκνωση των οποίων οδηγεί στο σχηματισμό ψαμμίτων και χαλαζιτών. Haib Ο καθαρός χαλαζίας είναι ένας κρυσταλλικός βράχος, οι κρύσταλλοι του οποίου μπορούν να φτάσουν αρκετά μέτρα και να ζυγίσουν δεκάδες τόνους. Οι απλοί κρύσταλλοι του χαλαζία είναι διαφανείς, άχρωμοι (κρυσταλλικοί βράχοι) ή χρωματισμένοι με ακαθαρσίες σε χρώματα ιώδους (αμέθυστου), μαύρου (μαριονιού), κίτρινου (κιτρίνης), καπνού (rauch-topaz). Τύποι κρυπτοκρυσταλλικών. μορφές χαλαζία: ροζ-κόκκινο καρνεϊνός, γαλαζοπράσινη σαπφείνη, χρυσοπράση με μήλο-πράσινο, ταινίες αχάτες και όνυχα, λεπτότατα χρωματισμένο ιάσπιρο, πυρίτιο και ορνιθοφόροι. Wiikalen άμορφο "ευγενές" opal, που αποτελείται από ομοιογενή κολλοειδή σωματίδια με διάμετρο 0,1-0,3 μm, σφραγισμένα σφραγισμένα σε συσσωματωμένα συσσωματώματα. η περιεκτικότητά του σε νερό είναι μικρότερη από 1% κατά μάζα (για τα περισσότερα συνηθισμένα οπάλια, 4-9%). Prir. Οι στρώσεις διοξειδίου του πυριτίου σχηματίζουν επίσης τρίπολη, διατομίτη κλπ. Τα κελύφη διατόμων και σκελετών ορισμένων σφουγγαριών κατασκευάζονται από πυρίτιο. Ενισχύει τα στελέχη των φυτών - αλογοουρά, μπαμπού, ζαχαροκάλαμο, που περιέχονται στο άχυρο. Το διοξείδιο του πυριτίου είναι υπεύθυνο για την πυριτοποίηση των μορφών ζωντανών φυτικών οργανισμών. Η συγκέντρωση πυριτίας στο ανθρώπινο αίμα και πλάσμα είναι 0,001% κατά βάρος.
Παραλαβή. Συνθετικό ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΣΙΛΙΚΩΝ δ. Λήψη: Η δράση των οξέων (H2SO4, HCl, CO 2) σε πυριτικό νάτριο, λιγότερο συχνά σε άλλα διαλυτά πυριτικά άλατα (ο κύριος τρόπος παραγωγής στις καπιταλιστικές χώρες). από κολλοειδές διοξείδιο του πυριτίου με πήξη υπό τη δράση ιόντων Na +, NH4, F - ή με κατάψυξη. υδρόλυση SiCl 4, SiF 4, (NH4) 2SiF6, (C2H5O) 4Si σε υδατικά διαλύματα αμμωνίας-νερού (μερικές φορές με την προσθήκη αιθανόλης ή οργανικών βάσεων) και στην αέρια φάση. Άμορφο ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΣΙΛΙΚΩΝ Δ. Λαμβάνεται επίσης από τρίπολη και γη διατόμων με κάψιμο φλοιού ρυζιού και άλεση τετηγμένης χαλαζιακής άμμου. Οι άνυδρες σκόνες διοξειδίου του πυριτίου με υψηλή ειδική επιφάνεια επιτυγχάνονται με χημική εναπόθεση ατμών με καύση ατμών SiCl4 σε μείγμα Η2 και 02 (αερόλυμα, στις ΗΠΑ - Cabosil), ατμοί οξειδώσεως και υδρολύσεως των εστέρων Si (καπνός πυριτίας) και επίσης SiF4 (φθοζύλιο). Τα αρχικώς συμπυκνωμένα σωματίδια SILICON DIOXIDE, διαμέτρου 1 nm, συσκευάζονται πυκνά σε δευτερεύοντα συσσωματώματα, συνδυάζονται σε χαλαρή δομή με ειδική επιφάνεια 200-400 m 2 / g. Οι μονοκρυστάλλοι Α-χαλαζία αναπτύσσονται από αλκαλικά διαλύματα SILICON DIOXIDE σε αυτόκλειστα υψηλής πίεσης (35-120 ΜΡα) στους 300-420 ° C (βλέπε υδροθερμικές διεργασίες). Στην παραγωγή υλικών που χρησιμοποιούνται στην τεχνική με βάση το SILICON DIOXIDE, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες μέθοδοι:
   - χημική εναπόθεση από την αέρια φάση κατά την καύση σε υψηλές θερμοκρασίες του SiCl4, που προηγουμένως καθαρίστηκε με απόσταξη. Τα σωματίδια SILICON DIOXIDE, σχηματιζόμενα σε φλόγα ή πλάσμα οξυγόνου-υδρογόνου, καθιζάνουν παρέχοντας μαζική γυαλί χαλαζία ή στρώματα προμορφωμάτων οπτικών ινών.
   - επιφανειακή οξείδωση μονοκρυστάλλων. Si με τον σχηματισμό ετεροδομών (στην κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων).
   - πυροσυσσωμάτωση λεπτού διοξειδίου του πυριτίου σε κεραμικά χαλαζία (βλ. επίσης Κεραμικά).
   - μέθοδο sol-gel, συμπεριλαμβανομένης της υδρόλυσης της οργανικής ένωσης Si, βραδείας αφυδάτωσης του σχηματισμένου πηκτώματος και μέτρια θέρμανση. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή γυαλιού από χαλαζία και υψηλής πυριτίας.
   - λήψη διάλυσης SILICON DIOXIDE υψηλής καθαρότητας και πορώδους γυαλιού (τύπου Vicore) με θερμοδυναμική επεξεργασία του κυρίου βορικοπυριτικού γυαλιού, έκπλυση με οξύ και πλύση του σκελετού του πυριτίου.
Prir. Το πυρίτιο χρησιμοποιείται στην κατασκευή πυριτικών γυαλιών, πορσελάνης και πήλινων αντικειμένων, λειαντικών, σκυροδέματος, πυριτικών τούβλων, ντιναίκων και κεραμικών. Συνθετικό ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΣΙΛΙΚΩΝ δ. ("Άσπρη αιθάλη") - πληρωτικό στην παραγωγή καουτσούκ (μέχρι 70% του παραγόμενου δΙΟΞΕΙΔΙΟΥ ΔΙΧΤΥΟΥ δ.). Κερδίσαμε. χρησιμοποιήστε καταβυθισμένο ένυδρο άλας. πυριτία (που περιέχει 85-95% Si02) με ειδική επιφάνεια 60-300 m2 / g, σε μικρότερη έκταση - άνυδρο πυρίτιο τύπου aerosil. Το Aerosil είναι επίσης ένας προσροφητής στη χρωματογραφία, ένας πυκνωτής λιπαντικών, συγκολλητικών ουσιών, χρωμάτων. Οι χαλαζιανοί κρύσταλλοι χρησιμοποιούνται σε ραδιοεξοπλισμό (πιεζοηλεκτρικοί, σταθεροποιητές συχνότητας, φίλτρα, αντηχεία, κ.λπ.), στην ακουστοπτική και στην ακουστοηλεκτρονική (οπτικά όργανα) φασματογράφοι, μονοχρωματοποιητές, φακοί για οπτική υπεριώδη ακτινοβολία κλπ.), σε κοσμήματα (διαφανείς, όμορφα χρωματισμένες ποικιλίες - ημιπολύτιμες πέτρες). Τα πήγματα πυριτίας με αποτελεσματική διάμετρο πόρου 2-15 nm χρησιμοποιούνται ως χοληστερόλη. προσροφητικά και φορείς καταλύτη. Συνθετικό Το SILICON DIOXIDE και τα κρυστάλλινα πετρώματα αποτελούν την πρώτη ύλη για την παραγωγή μονών κρυστάλλων από χαλαζία, χαλαζία, κεραμικά και χαλαζιακές ίνες. Γυαλί χαλαζία και κεραμικά - κατασκευές. υλικό σε αεροσκάφη. (π.χ. για παράθυρα και καλύμματα παραθύρων αεροσκαφών), στην οπτική (για παράθυρα εισόδου, οπτικές συσκευές της σειράς UV και IK), στα ηλεκτρονικά (γραμμές καθυστέρησης) κλπ. Το ύφασμα χαλαζία είναι θερμομονωτικό υλικό. Οι ίνες χαλαζία χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία γραμμών επικοινωνίας με οπτικές ίνες (φωτεινός οδηγός) και συστημάτων μετάδοσης πληροφοριών. Συνθετική παραγωγή ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΣΙΛΙΚΩΝ δ. Στο κεφάλαιο των κεφαλαίων. χώρες 600-700 χιλιάδες τόνους / έτος (1980). Όταν το διοξείδιο του SILICON εισέρχεται στον ζωντανό ιστό, αναπτύσσονται αργά κοκκώδη. Η σκόνη πυριτίου προκαλεί ερεθισμό στην κορυφή. αναπνοή τρόποι και βρόγχοι, μια ασθένεια του γαστρεντερικού σωλήνα, με παρατεταμένη εισπνοή - μια σοβαρή ασθένεια - πυριτίαση των πνευμόνων. MPC με την περιεκτικότητα σε SiO 2 σε σκόνη του St. 70% - 1 mg / m 3, 10-70% - 2 mg / m 3, 2-10% - 4 mg / m 3.

Φυσικές και χημικές ιδιότητες του αερολύματος (διοξείδιο του πυριτίου)

Aerosil  (από τη λατινική λέξη - Aerosilum), οξυλικά (από τη λατινική λέξη - Oxylum) διοξείδιο του πυριτίου, Κολλοειδές άνυδρο οξείδιο του πυριτίου (USP), κολλοειδές άνυδρο οξείδιο του πυριτίου (BP), πυριτικό οξύ (CAS αριθ. 7631-86-9), πυριτικό ασβέστιο (Ph. Eur. άνυδρο άμορφο διοξείδιο του πυριτίου, ανήκει στην ομάδα των συνθετικών δραστικών υψηλής διασποράς ορυκτών πληρωτικών ουσιών. Στη φαρμακοβιομηχανία, το Aerosil (διοξείδιο του πυριτίου) χρησιμοποιείται ως βοηθητική ουσία, σταθεροποιητής, παράγοντας πηκτωματοποίησης, προσροφητικό, βελτιώνει τη ρευστότητα των δισκίων, της αλοιφής, της γέλης και άλλων μειγμάτων. Μερικές φορές το διοξείδιο του πυριτίου χρησιμοποιείται ως ενεργό φαρμακολογικό συστατικό (έχει αντιβακτηριακές ιδιότητες, αποτοξινωτικό, ροφητικό).

Πάρτε διοξείδιο του πυριτίου με υδρόλυση ατμών τετραχλωριούχου πυριτίου σε φλόγα υδρογόνου σε θερμοκρασία\u003e 1000 ° C (1100-1400 ° C). Το προκύπτον προϊόν είναι λευκό, άμορφο, μη πορώδες, αδιάφορο ψεκασμένο σε σκόνη, περιέχει 99,3% Si02. έχει μεγάλη διασπορά (διάμετρος σωματιδίων 4-40 μικρά, έχει σφαιρικό ή σχεδόν σφαιρικό σχήμα), η ειδική επιφάνεια προσρόφησης είναι 50-450 m2 / g. ο όγκος όγκου είναι περίπου 50 g / l, η πυκνότητα είναι 2,36 g / cm3. το ρΗ του υδατικού εναιωρήματος είναι 4.0. δείκτης διάθλασης n20D \u003d 1,46. Το Aerosil δεν διαλύεται σε νερό, οξέα και αραιωμένα αλκάλια. Σε συγκέντρωση Aerosil σε νερό σε ποσότητα 10-12%, σχηματίζεται ένα εναιώρημα χαμηλού ιξώδους ρευστού, σε 17% - μια ημι-άκαμπτη μάζα, σε 20% - μια χονδρόκοκκη μάζα, η οποία, όταν τρίβεται, μετατρέπεται σε ομοιογενή μάζα που μοιάζει με αλοιφή. Λόγω της υψηλής συγγένειας για το νερό, το aerosil αναφέρεται ως υδρόφιλες ουσίες. Αλλά το εμπορικό σήμα R972 διοξειδίου του πυριτίου (αερολύματος) έχει υδρόφοβες ιδιότητες.

Υπάρχουν πολλά εμπορικά σήματα της Aerosil (διοξείδιο του πυριτίου)οι οποίες διαφέρουν κυρίως στην ειδική επιφάνεια, τον βαθμό υδροφιλικότητας ή την υδροφοβικότητα, καθώς και την παρουσία άλλων ουσιών πλήρωσης. Σύμφωνα με τον ορισμό της επιτροπής ονοματολογίας, το άμορφο διοξείδιο του πυριτίου ονομάζεται οξείδιο. Στην Ουκρανία, μια χημική και μεταλλουργική μονάδα με άδεια της Degussa παράγει μη τροποποιημένο πρότυπο αεροζόλ 175 βαθμών. 300 380 με υδρόφιλη επιφάνεια. Methyl Arosyl ΑΜ-1/175 και ΑΜ-1/300, τροποποιημένο διμεθυλδιχλωροσιλάνιο, οργανοπυριτικό αιθέρα των σημάτων ADEG-175 και ADEG-300, τροποποιημένο με αιθυλενογλυκόλη και διαιθυλενογλυκόλη και AM-2, τροποποιημένο με αμινοαλκοόλες. Στις Ηνωμένες Πολιτείες παράγεται τροποποιημένο αερόλυμα - οργανοπυριτικό και kebosil (Cabot) στη Ρωσία, butosil, aerosil-K, που είναι ένας συνδυασμός 85% διοξειδίου του πυριτίου και 15% αμύλου, COK-84 aerosil, και 14% οξείδιο αμμωνίου. Στη Γερμανία, η εταιρεία "Degussa" παράγει ενυδατωμένες μάρκες αερολυμάτων(K-314, περιέχει 14% Α., K-328, περιέχει οξέα που περιέχουν δεσμευμένο νερό (durosil, βολκασίνη, σιφλόκ, υπερήχους κλπ.) που διαφέρουν σε περιεκτικότητα SiO2, διάμετρος σωματιδίων, πυκνότητα και ιδιότητες) 28% Α). Στην Ιαπωνία παράγεται και φοριέται το microsil, στη Γαλλία - Francil, στην Αγγλία - το Manosil. Για τα καλλυντικά μπορεί να γίνει με τη μορφή μιας πάστας. Πρόσφατα, το aerosil εισήχθη στη φαρμακοποιία διαφόρων χωρών (Ουγγαρία, Δανία, Αυστρία κ.λπ.). Στις ΗΠΑ, το διοξείδιο του πυριτίου (aerosil) επιτρέπεται επίσης ως πρόσθετο σε τρόφιμα σε ποσότητα 2%.

Aerosil  που αποδίδεται στη θεωρία των "καθαρών" ουσιών που απελευθερώνουν τα ενεργά συστατικά χωρίς κόστος ενέργειας. Ηλεκτρονικές μικροσκοπικές μελέτες έχουν δείξει ότι κάθε βασικό σωματίδιο αερολύματος αποτελείται από τέσσερα ξεχωριστά στρώματα (σχήμα). Ο πυρήνας αυτού του σωματιδίου είναι ένα τρισδιάστατο πολυμερές στοιχείων SiO2. Διαθέτοντας ομάδες Silane Si-OH και Si-O-Si σιλοξανίου στην επιφάνεια των σωματιδίων, η Aerosil είναι ικανή να δημιουργήσει ένα πλαίσιο παρόμοιο με μοτίβο λόγω δεσμών υδρογόνου, πράγμα που επιτρέπει τον περιορισμό της θερμικής διαστολής του πηκτωμένου υγρού. Οι ομάδες σιλοξάνης και σιλανίου στο αεροζόλ είναι λειτουργικές και ο δεσμός πυριτίου-οξυγόνου χαρακτηρίζεται από υψηλή αντοχή (φτάνει τα 372,5 J / mol), γεγονός που εξηγείται από την πολικότητα του, λόγω του οποίου ο ομοιοπολικός δεσμός προσεγγίζει τον ιοντικό δεσμό.

Πίνακας - Οι κύριες ιδιότητες του διοξειδίου του πυριτίου (Aerosil)

Εικόνα Η δομή του χωροταξικού δικτύου Aerosil σε υδρογέλη

Οι ομάδες σιλονόλης κατανέμονται άνισα. Υπάρχουν ομάδες σιλάνης επιφανείας, οι οποίες μπορούν να είναι ελεύθερες ή συνδεδεμένες με γέφυρες υδρογόνου και ομάδες σιλανόλης εντός του μορίου, οι οποίες μπορούν επίσης να διασυνδεθούν με γέφυρες υδρογόνου. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται μια διακλαδισμένη χύδην δομή, με αποτέλεσμα το αερόλυμα να αναφέρεται ως ανόργανα πολυμερή. Οι ομάδες σιλοξανίου έχουν υδρόφοβες ιδιότητες, είναι σταθερές (ομάδες ΟΗ σιλανόλης που αποκόπτονται σε θερμοκρασία\u003e 300 ° C), προκαλούν όξινη αντίδραση. έχουν ομάδες υδροξυλίου τόσο στην επιφάνεια όσο και στο εσωτερικό Μόρια Aerosil. Με ομοιόμορφη κατανομή, κάθε δεύτερο άτομο πυριτίου έχει μια ομάδα υδροξυλίου στην επιφάνεια.

Αυτό προκαλεί τρεις τύπους αερόλυσης: φυσική προσρόφηση, χημική προσρόφηση (σχηματισμός γεφυρών υδρογόνου από ομάδες σιλανόλης με νερό, αλκοόλες, οξέα και άλλες ουσίες) και χημικές αντιδράσεις στην επιφάνεια του μορίου. Έτσι, ομάδες σιλανόλης αλληλεπιδρούν με αλκοόλες για να σχηματίσουν αιθέρες.

Το Aerosil (διοξείδιο του πυριτίου) έχει καλές ιδιότητες απορρόφησης, απορροφά από 15 έως 60% διάφορα υγρά ανάλογα με τη φύση του, χωρίς να αλλάζει την εμφάνιση και την ικανότητα ροής της σκόνης. Το πρώτο στρώμα νερού απορροφάται από αερολύματα λόγω της δημιουργίας γέφυρων υδρογόνου (χημική προσρόφηση) και τα επόμενα στρώματα οφείλονται σε φυσική προσρόφηση. Το φυσικώς προσροφημένο νερό απελευθερώνεται σε θερμοκρασία 25-150 ° C, ενώ το χημικά προσροφημένο νερό απελευθερώνεται στους 800 ° C.

Το Aerosil, το οποίο χρησιμοποιείται για την παραγωγή φαρμάκων, πρέπει να έχει υψηλή καθαρότητα. Ο Πίνακας 1 δείχνει τη χημική σύνθεση διαφόρων εμπορικών σημάτων της Aerosil, τα οποία μπορεί να έχουν ορισμένες ακαθαρσίες που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια των διαδικασιών παραγωγής, παραδείγματος χάριν ίχνη υδροχλωρικού οξέος, που προκαλούν ρΗ 4% ενός υδατικού εναιωρήματος του πολυμερούς (3.6-4.3). Έτσι, το Aerosil (διοξείδιο του πυριτίου) συμπεριφέρεται σαν ασθενές οξύ.

Πίνακας 1 - Η χημική σύνθεση των διαφόρων βαθμών αερολύματος (σε σχέση με την ξηρά ουσία, σύμφωνα με τον MM Astrakhanov)

Περιεχόμενο%	Aerosil μάρκες, σύνθεση,%
	200; 300; 380	0	SOK84	R972	Συνδυασμένο
Si02	>99,87	>99,8	82–86	>98,3	85
Al2O2			14–18		–
Fe2O3					–
TiO2			–	0,03	–
Na2O		–	–	–	–
Όπως		–	–	–	–
Β2Ο3		–	–	–	–
Bi2O3		–	–	–	–
P2O5		–	–	–	–
ΗΟΙ				–	0,05
Άμυλο	–	–	–	–	–

Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει τις σημαντικότερες φυσικοχημικές ιδιότητες των διαφορετικών μάρκες αερολυμάτωντα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στην παρασκευή φαρμάκων

Πίνακας 2. Φυσικές και χημικές ιδιότητες διαφόρων σημάτων αερολυμάτων

Δείκτης	Σφραγίδες αερολυμάτων
	200	300	380	0	SOK-84	R-972
Ειδική επιφάνεια, m2 / g	200 ± 25	300 ± 30	380 ± 30	200 ± 25	170 ± 30	120 ± 30
Απώλειες κατά την ανάφλεξη,%	1	2	2,5	1	1	2
Μέσο μέγεθος σωματιδίων	12	7	7	12	–	16
Περιεκτικότητα σε υγρασία,% (ξηρανθείσα στους 105 ° C)	–	1,5	1,5	1,5	0,5	2,5
Κορεσμένο βάρος, g / l, τυποποιημένο (μη συμπιεσμένο) πατημένο	≈60≈120
Πορώδες	Πορώδες			Μη πορώδη
pH 4% διασπορά ύδατος	3,6–4,3		–	–	3,6–4,3 3.5-4.1 (σε μεθανόλη)

Στο την παρασκευή φαρμάκων Aerosil  που χρησιμοποιείται ως σταθεροποιητής για τα λιπαντικά ελαίου εναιωρήματος. Έχει υψηλή ικανότητα να απορροφά διάφορα υγρά. Η προσθήκη αερολύματος στη σύνθεση των λιπαντικών ελαίου και ύδατος-αλκοόλης-γλυκερόλης ενισχύει την καθίζηση, τη συσσωμάτωση και τη συσσωρευτική σταθερότητα αυτών των συστημάτων, δημιουργώντας μια επαρκώς ισχυρή χωρική δομή ικανή να συγκρατεί ακινητοποιημένη υγρή φάση με αιωρούμενα σωματίδια φαρμακευτικών ουσιών σε κύτταρα. Σε υδατικά και υδατικά-αλκοολικά εναιωρήματα, το σταθεροποιητικό αποτέλεσμα του αερολύματος οφείλεται κυρίως σε ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Η καθίζηση των σωματιδίων της στερεάς φάσης σε σταθεροποιημένα υδατικά-αλκοολικά εναιωρήματα συμβαίνει 3 φορές βραδύτερη από ότι σε μη σταθεροποιημένα συστήματα. Το σταθεροποιητικό αποτέλεσμα του Aerosil αυξάνεται παρουσία μίας μικρής ποσότητας επιφανειοδραστικής ουσίας, για παράδειγμα Tween-80. Η παρουσία αερόλυσης (σε συγκέντρωση 1,0-5,0%) σε γαλακτώματα και εναιωρήματα αυξάνει τη σταθερότητά τους, την ικανότητα να στερεώνονται καλύτερα στο δέρμα και την αποτελεσματικότητα της θεραπευτικής δράσης. Με νερό και αλκοόλ διοξείδιο του πυριτίου σε συγκέντρωση 3%  δημιουργεί θολά αναστολές, τα μερίδια των οποίων έχουν αρνητική επιβάρυνση.

Μία από τις ιδιότητες του Aerosil είναι η ικανότητα πάχυνσης (παχυντή) (Πίνακας 3).

Πίνακας 3. Η δράση πάχυνσης του Aerosil-200

Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για τη λήψη πηκτωμάτων που περιέχουν aerosil και βάσεων αλοιφής, τα οποία περιλαμβάνουν aerosil. Ως υγρή φάση για τις συνθέσεις τους, χρησιμοποιείται ένα υγρό πολυαιθυλοσιλοξανίου με την ονομασία Esilon-5 ή Esilon-4, ιχθυέλαιο, PEG-400, καστορέλαιο, λιπαρά έλαια και τα παρόμοια. Το Esilon-5 παχύρευστο 16% του Aerosil γνωστό ως βαζελίνη KV-E / 16, δεν ερεθίζει το δέρμα και δεν εμποδίζει την απορρόφηση των δραστικών ουσιών. Ως υγρή φάση παχυντή χρησιμοποιείται αερόλυμα (διοξείδιο του πυριτίου)  σε ποσοστό 8-16%. Τα προκύπτοντα πηκτώματα έχουν μαλακή πλαστική σύσταση, κατανέμονται καλά και στερεώνονται πάνω στο δέρμα. Έχουν καλή κολλοειδή σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες (≥40 ° C), διατηρούν την απαραίτητη συνοχή, η οποία δεν αλλάζει ακόμη και στους 100 ° C και συνεπώς τα πηκτώματα και οι αλοιφές που περιέχουν aerosil μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τροπικά κλίματα. Σύμφωνα με τις δομικές και μηχανικές ιδιότητες των πηκτωμάτων, οι οποίες περιλαμβάνουν αεροζόλ, αποτελούν θιξοτροπικά πλαστικά θερμοσταθερά συστήματα και έχουν αντιμικροβιακή αντοχή. Η ποσοτική περιεκτικότητα του Aerosil στο σύστημα επηρεάζει τις ρεολογικές και βιοφαρμακευτικές ιδιότητες των πηκτωμάτων. Η αύξηση του διοξειδίου του πυριτίου στη σύνθεση των πηκτών οδηγεί σε αύξηση του πλαστικού ιξώδους και των θιξοτροπικών τους ιδιοτήτων, ενώ επιβραδύνει σημαντικά την απελευθέρωση του δραστικού φαρμακολογικού συστατικού.

Η χρήση αερολύματος (διοξείδιο του πυριτίου) στην ιατρική και κτηνιατρική φαρμακευτική βιομηχανία

Το Aerosil χρησιμοποιείται στην παρασκευή δισκίων.  σε συγκέντρωση 0,1-0,5% ως ουσία ολίσθησης και χαλάρωσης (0,1-2,0%), η οποία μειώνει τον χρόνο της αποσύνθεσης τους, διευκολύνει τη διαδικασία κοκκοποίησης, βελτιώνει τη ρευστότητα της μάζας του δισκίου. Οι ιδιότητες προσρόφησης της Aerosil χρησιμοποιούνται στην παραγωγή σκονών, εκχυλισμάτων και άλλων φαρμακευτικών παρασκευασμάτων.

Πολλές φαρμακολογικές, τοξικολογικές και βιοφαρμακευτικές μελέτες επιβεβαίωσαν ότι όταν χρησιμοποιείται εσωτερικά, το αεροζόλ είναι αδιάφορο, καλά ανεκτό από τους ασθενείς, έχει θεραπευτικές ιδιότητες για ασθένειες της γαστρεντερικής οδού και άλλες φλεγμονώδεις διεργασίες, μπορεί να αποτελέσει πηγή παροχής πυριτίου στο σώμα. Υπάρχουν αποδείξεις ότι αερόλυμα (διοξείδιο του πυριτίου)  μπορεί να συμβάλει στη μείωση των λείων μυών και αιμοφόρων αγγείων και επίσης να έχει αντιβακτηριακές ιδιότητες.

Τα φαρμακευτικά συστήματα που περιέχουν Aerosil δεν εμφανίζουν ερεθιστικές και τοξικές επιδράσεις. Οι ίδιες ιδιότητες είναι εγγενείς στις αλοιφές όταν χρησιμοποιείται η βάση epsilon και το aerosil (σύνθεση του epsilon-5, πυκνωμένο με 15% aerosil στην παρασκευή αλοιφών με αντιβιοτικά και κορτικοστεροειδή). Αλοιφές με Aerosil (σίλικα)  εύκολα συμπιεσμένα από τους σωλήνες, καλά στερεωμένα στο δέρμα, έχουν ένα παρατεταμένο αποτέλεσμα.

Λογοτεχνία

Zhoglo F., Wozniak V., Popovich V., Bogdan J. Βοηθητικές ουσίες και η χρήση τους στην τεχνολογία των φαρμακευτικών μορφών. - Lviv, 1996; Pertsev Ι.Μ., Kotenko Α.Μ., Chueshov Α.ν., Khaleeva Ε.Ι. Φαρμακευτικές και βιολογικές πτυχές των αλοιφών: Μονογραφία. - Η., 2003; Pechkovskaya K.A. Πλήρωση καουτσούκ. Στο βιβλίο: Εγκυκλοπαίδεια πολυμερών. Σε 3 τόνους - Μ., 1974.