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Verfahren zur Herstellung kolloider Lösungen von Kieselsäure Es wurde
gefunden, daß sich kolloide, LG-sungen von Kieselsäure in einfacher Weise dadurch
herstellen lassen, daß man Siliciumhalogenide, insbesondere Siliciumtetrachlorid
oder Siliciumtetrabremid, la Gegenwart von Wasser mit Alkylenoxyden, wie Äthylenoxyd
oder Propylenoxyd, umsetzt und aus dem #entstandenen RüaktionsgemIsch die organischen
Stoffe entfernt. Obwohl Siliciumhalogenide sehr wasserümpfindlich sind und,durch
Wasser sofort mit starker Wärmeentwicklung untex Abscheidung gallertigier Kieselsäure
hydrolysiert werden, scheiden sich bei dem neuen Verfahren dennoch, keine oder nur
sehr geringe, Mengen von Kieselsäure aus. Die Kieselsäure bleibt vielmehr praktisch
voll, ständig in, koll-oider Lösung. Die erhaltenen Sole sind sehr beständig und
lassen sich bis zu einem Kieselsäuregehalt von mehr als io#Io eine.i.gen.
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Die Entfernung der organischen Bestandteile des Gemisches, kann in
sehr verschiedüner Weise erfolgen, z. B. destilliert Äthylenchlorhydrin ohne weiteres
beim Einengen der Lösung ab, man kann die Entfernung der organischen Stoffe aber
auch durch Extr.aktion Moder Dialyse gegen Wasser oder wäßrige Lösungen, von Säuren,
Alkalien oder Salzen oder eine Kombination mehrerer derartiger Arbeitsweisen bewirken..
Die erhaltenen kolloiden Kieselsäurelösun; gen sind ohne Zusätze von Schutzkolloiden.
lagerfähig und u.a. als Arzneimittel sehr gut venveri(dbar.
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Durch Zersetzung von Siliciumhalogeniden mit Wasser und Reinigung
des. so erzeugten Iües,elsäuresols durch Dialyse gelingt es bekanntlich nur, Sole
mit einem Kieselsäuregehalt bis zu 2 bis 3% herzustellen.. Nach dem vorliegenden
Verfahren gelingt es aber ohne Schwierigkeit, Sole mit,einem erheblich höheren Kieselsäuregehalt
zu, gewinnen.
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Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, die --,- bis 3%ige Sole nach
der Dialyse bis zu einem- Gehalt von etwa 9% SiO. zu konzentrieren. Demgegenüber
weist jedoch das vorliegende Verfahren in mehrfacher Hinsicht einen technischen
Fortschritt auf. Durch' das Alkylenoxyd wird die bei der Zersetzung des Siliciumtetrachlorids
in. reichlichen Mengen entstehende Salzsäure abgefangen und in eine neutrale unschädliche
Form übergeführt, wodurch das Arbeiten sehr vereinfacht wird. Die Belästigungen
durch Salzsäuredämpfe fallen weg, und die technische Herstellung eisenfreier Erzeugnisse
wird wesentlich erleichtert. Das Kieselsäuresol wird hestän.-diger, da es von Anfang
an nur wenig, Salzsäure enthält, die sonst bewirkt, daß das Sol bald zu ein.,er
Gallerte erstarrt, wenn man es
nicht sofort der Dialyse umerwirft.
Bei der Dialyse geht übrigens die Halogenwasserstoffsäure ihrer großen Verdünnung
wegen ve##-loren, während, sie hier als Alkylenhalog-enhydrin nutzbar gema-cht wird.
Die Alkylen-' halogenhydrIne lassen sich aus, dem Kieselsäuresol leicht durch Abdestilheren
oder Extraktion mit organischen Lösungs-mitteln abtrennen, während die verdüm-te
Salzsäure sich nur durch Dialyse aus dem Sol,entfernen läßt; die ersteren Maßnahmen
sind aber technisch bedeutend einfacher durchzuf Ühren.
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Ein anderes bekanntes Verfahren, gemäß ,dem man Kieselsäuregallerte
nach Entfernung der löslichen Anteile mit geringen Mengen. A:inmoniak behandelt
und dann längere, Zeit erhöht-er Temperatur unter Verraeidung der Verdampfung von.
Wasser aussetzt, führt zwar zu Solen mit einern höher-en Kieselsäuregehalt (bis
zu 15 0/6 SiO.), jedoch ist diesem Verfahren das vorhegende insofern überlegen,
als es ummttelbar bei der Umsetzung ,der Ausgangsstoffe zu einem Sol führt, also
die Vorstufe der Gallerte vermeidet. Beispiel 'i 17 Teile Siliciumtetrachlorid
rührt man langsam und unter Kühlung in eine Lösung vOu'-25 Teilen Äthylenoxyd in
4oo Teilen Wasser ein. Darauf läßt man Doch 3 Stunden lang hei Zimmertemperatur
stehen und destilliert dann unter -vermindertem Druck das ge-
bildete Äthylenchlorhydrin
und überschüssiges Athylenoxyd ab. Der Rückstand ist ein sehr beständiges Kieselsäuresol,
das durch Filtration von Spuren unlöslicher Kieselsiäure befreit wird. Beispiel
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Man verfährt so wie in Beispiel i, benutzt aber an Stelle Von
25 Teilen Äthylenoxyd 35 Teile Propylenoxyd. Das Überschüssige Propylenoxyd
destilliert man unter vermindertem Druck ab und befreit die zurückbleibende kolloide
Lösung durch Extraktion mit Äther von entstandenem Propylenchlorhydrin. An Stelle
von Äther können Athylenchlerid, Benzol und andere in Wasser unlösliche Lösungsmittel
für Propylenchlorhydrin -.-benutzt werden.
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Beispiel 3
Man verfährt so wie in Beispiel i, benutzt aber an
Stelle von 17 Teil-en Siliciumtetrachlorid 34"8 Teile Siliclumtetrabromid und befreit
das Reaktionsgemisch von den organischen Substanzen durch Dialyse gegen
-Salzsäure, wobei im Innern des Dialysators die kolloide Kieselsäurelösung bleibt,
während die organischen Stoffe nach außen dialysiere-n und aus der Außenflüssigkeit
wiedergie%vonnen werden können. Beispiel 4 34,8 Teilt Siliciuxntttrahromid rührt
man langsam und unter Kühlung in eine Lösung von 33 Teil-en Propylenoxyd
in 40c, Teilen Wasser ein. Darauf läßt man noch 3 Stunden lang bei- Zimmertemperatur
stehen und befreit das Reaktionsgemisch durch Extraktion mit Äther von überschüssigem
Propylenoxyd und vo.n gebildetem Propylenbrümliydrin. Sollte -die zurückbleibende
Kiesülsäur#elösurig noch koingosauer reagieren, so leitet man darin 2,5 Teile
Äthylcnoxyd ein, läßt 3 Stunden lang I>ei Zi=trtemperatur stehen und dialysiert
durr-h Cellophannembranen noch gebildetes Athylenbromhydrin und überschüssiges Ätliylenoxyd
fort.