MXPA99004859A - Aerogeles modificados organicamente procedimientopara su obtencion mediante la modificacion superficial del gel acuoso sin previo intercambio de solvente y subsiguiente secado, asi como su uso - Google Patents

Abstract

Aerogeles orgánicamente modificados, procesos para su preparación mediante modificaciónde superficie del gel acuoso, sin un intercambio previo de solvente, asícomo su consiguiente secado, y su uso. La presente invención se relaciona con aerogeles novedosos, modificados orgánicamente, con los procesos para producirlos, en que:a) introducir un hidrogel como carga inicial;b) modificar la superficie del hidrogel obtenido en el paso a) y c) secar el gel con la superficie modificada que se obtiene en el paso b), y sus usos. Además, la presente invención se relaciona con geles modificados orgánicamente, novedosos, con el proceso para su producción y su uso.

Description

AEROGELES MODIFICADOS ORGÁNICAMENTE, PROCEDIMIENTO PARA SU OBTENCIÓN MEDIANTE LA MODIFICACIÓN SUPERFICIAL DEL GEL ACUOSO SIN PREVIO INTERCAMBIO DE SOLVENTE Y SUBSIGUIENTE SECADO, ASI COMO SU USO. Descripción Aerogeles orgánicamente modificados, procesos para su preparación mediante modificación de superficie del gel acuoso, sin un intercambio previo de solvente, asi como su consiguiente secado, y su uso. La presente invención se relaciona con aerogeles modificados orgánicamente, con los procesos para su preparación y su uso. Los aerogeles, especialmente aquellos con porositos por encima del 60% y con una densidad inferior a 0.6 g/cm3, tienen una conductividad térmica extremadamente baja y, por lo tanto, se emplean como materiales para el aislamiento térmico, como se describe, por ejemplo en EP-A-0 171 722. Los aerogeles, en un sentido amplio, es decir en el sentido de "gel con aire como un medio de dispersión" se preparan secando un gel apropiado. El término "aerogel" en este sentido, incluye aerogeles en un sentido más restringido, xerogeles y criogeles. Un gel sexo se describe como un aerogel en el sentido restringido si el liquido gel se remueve a una temperatura por encima de la temperatura critica y a partir de presiones por encima de la presión critica. Si, por el contrario, el liquido gel se remueve de manera subcritica, por ejemplo con la formación de una fase de unión liquido-vapor, entonces el gel resultante frecuentemente se describe como un xerogel.

Cuando el término adrogeles se usa en la presente solicitud, este se refiere a aerogeles en un sentido amplio, es decir en un sentido de "gel con aire como un medio de dispersión" . Además, los aerogeles se pueden dividir, fundamentalmente, en aerogeles orgánicos e inorgánicos de a,cuerdo con el tipo de estructura del gel. Los aerogeles inorgánicos se conocen desde principios de 1931 (S.S. Kistler, Nature 1931, 127, 741). Estos primeros aerogeles se prepararon a partir de vidrio de agua y un ácido como materiales de inicio. En los geles húmedos resultantes, se intercambio el agua por un solvente orgánicos y luego esta liógela se somete a un secado supercritico. De esta forma, se obtuvieron los aerogeles hidrofilicos, como se describe, por ejemplo en USA-A-2, 093, 454. Una amplia variedad de aerogeles inorgánicos se ha preparado hasta la fecha. Por ejemplo, aerogeles de Si02-, A1203-, Ti02-, Zr02-, Sn02-, Li20-, Ce02- Y V205 y mezclas de estos (H.G. Gesser, P.C. Goswa i, Chem. Rev. 1989, 89 765 ff) . Los aerogeles se conocen hace ya algunos años. En la literatura se pueden encontrar ejemplos de aerogeles orgánicos en base a resorcinol/formaldehido, melamina/formaldehido o resorcinol/furfural (R. . Pe ala, J. Mater. Sci. 1989, 24, 3221, US-A-5, 508, 341, RD 388047, WO 94/22943 y US-A-5, 556, 8^92. Además, también se conocen los aerogeles orgánicos formados a partir de poliisocianatos (WO 95/03358) y poliuretanos (US-A-5, 484, 818) . Aqui el procedimiento, como se describió, por ejemplo en US-A-5,508,341, en que se inicia a partir de materiales como formaldehido y resorcinol disueltos en agua, consiste en hacer reaccionar estos materiales entre si mediante un catalizador adecuado, para intercambiar agua en los poros del gel resultante por solventes orgánicos apropiado, y luego se somete el gel a un secado supercritico . Los aerogeles inorgánicos se pueden preparar en una variedad de formas . Primero, los aerogeles Si02, por ejemplo, se pueden preparar por hidrólisis acidica y por condensación de ortosilicato de tetraetilo en etanol. Esto produce un gel que se puede secar por secado supercritico mientras conserva su estructura. Se conocen los procesos de preparación basados en esta técnica, por ejemplo, del documento EP-A-0 396 076, WO 92/03378 y WO 95/06617. Se ofrece una alternativa para el secado antes mencionado por un proceso de secado subcritico de geles de Si02, en que estos geles, antes de ser secados, se hacen reaccionar con agentes de sililación que contiene cloro. El gel de Si02 se puede obtener, por ejemplo, mediante hidrólisis acidica de tetraalcoxilanos, preferiblemente tetraetoxisilano (TEOS) , en u solvente orgánico apropiado, preferiblemente etanol, por reacción con agua. El intercambio del solvente por un solvente orgánico apropiado es seguido por un paso adicional, en que se hace reaccionar el gel resultante con un agente de sililación que contiene cloro. Preferiblemente, los agentes de sililación empleados en este caso, debido a su reactividad, son etilclorosilano (Me4-nSiCln en donde n = 1 a 3) . El gel Si02 resultante, modificado en su superficie con grupos de metilsililo, subsecuentemente se puede secar al aire a partir de un solvente orgánico. De esta forma, es posible obtener aerogeles que tienen densidades por debajo de 0.4 g/cm3 y más del 60% de porositos. El proceso de preparación en base a esta técnica de secado se describió detalladamente en WO 94/25149. Además, es posible agregar a los geles, antes descritos, en una solución de alcohol que contiene la cantidad de agua que se requiere para la reacción tetraalcolxisilanos antes de que se seque, y hacerlos envejecer para aumentar la concentración de enlace del gel, como se describió, por ejemplo, en WO 92/20623. Sin embargo, los tetralcoxisilanos utilizados como materiales de inicio en los procesos descritos, constituyen un factor de alto costo. Se puede lograr una reducción considerable usando vidrio de agua como material inicial para la preparación de aerogeles de Si02.

Esto se puede hacer, por ejemplo, tomando una solución de vidrio de agua acuosa y usando una resina de intercambio de ion a partir de ácido silícico al agregarle una base sufre una policondensación hacia un gel de Si02. El intercambio de un medio acuoso por un solvente orgánico apropiado, seguido de un paso adicional que consiste en hacer reaccionar el gel resultante con un agente de sililación que contiene cloro. Preferiblemente, los agentes de sililación empleados en este caso, con su propia reactividad, son metilclorosilano (Me4-nSiCln en donde n = 1 a 3) . Asimismo, el gel Si02 resultante, modificado en su superficie con grupos de metilsililo, se puede secar al aire a partir de un solvente orgánico. El proceso de preparación en esta técnica se describe, detalladamente, en EP-A-0 658 513. En US-A-3, 015, 645, el hidrogel se obtiene agregando un ácido mineral a la solución vidrio de agua. Después de que se forma el hidrogel el agua en el gel se cambia por un solvente orgánico y luego el gel se sililata mediante un agente de sililación, preferiblemente un cloroalquilsilano, y se somete a un secado critico. El documento DE-C-195 02 453 describe el uso de un agente de sililación libre de cloro. Para este propósito, por ejemplo, se introduce el liógela silicática que se prepara de acuerdo con los procesos descritos anteriormente, en un recipiente ' de reacción en donde se hace reaccionar con un agente de sililación libre de cloro. Preferiblemente, los agentes de sililación empleados en este caso, son metilisopropenoxisilanos (Me4-nSi (OC (CH3) CH2) n en donde n = 1 a 3) . De igual forma, el gel SiO; resultante, modificado en su superficie con grupos metilsililo, se puede secar al aire a partir de un solvente orgánico. Sin embargo, el uso de agentes de sililación libres de cloro constituye un factor de costo muy alto. Los documentos WO 95/06617 y DE-A-195 41 279 presentan procesos para preparar aerogeles de silice que tienen grupos con superficie hidrofóbica. En WO 95/06618, se obtienen los aerogeles de silice al hacer reaccionar una solución de vidrio de agua con ácido a un pH desde 7.5 hasta 11, prácticamente liberándolos de hidrogel de silice, que resulta de los constituyentes iónicos, al lavar con agua o con soluciones acuosas diluidas en bases orgánicas, el pH del hidrogel se mantiene en un rango desde 7.5 hasta 11, desplazando la fase acuosa en el hidrogel mediante un alcohol, y luego sometiendo el alcogel resultante a un secado supercritico. En DE-A-195 41 279, los aerogeles de silice se preparan de una forma similar a la que se describe en WO 95/006617 y luego se someten a un secado supercritico. Sin embargo, sin ambos procesos, el evitar que los agentes de' sililación contengan cloro conduce a un aerogel que tiene grupos con superficie hidrofóbica unidos por medio de oxigeno. En una atmósfera que contiene agua, estos grupos son muy fáciles de separar, Como resultado de esto, el aerogel descrito es hidrofóbico sólo por un periodo corto de tiempo. Un aspecto común de todos los procesos de la técnica anterior para preparar aerogeles que tienen una densidad menor a 300 kg/m3 es que, antes del secado, el agua se cambia por un solvente orgánico o C02. En el caso de un secado supercritico, el agua de los poros del hidrogel se cambia, con anticipación, por un solvente orgánico de forma tal que el agua en el estado supercritico no ataca o desintegra el enlace. En el caso de preparación por secado subcritico, la modificación necesaria de la superficie se hace, igualmente, al cambiar el agua en el hidrogel por un solvente orgánico. Desde el punto de vista de un conocedor de la técnica, esto era y es necesario ya que, en el caso los agentes de sililación, por ejemplo, ninguno de éstos no se disuelve en agua y por lo tanto, no se puede introducir en el gel, mediante la fase de agua, en la cual usualmente se ubican las partículas de gel, o los agentes de sililación reaccionan en agua con agua o entre si y^ por lo tanto ya no están disponibles para la sililación del gel o se reduce mucho su reactividad.

Además, es posible emplear geles orgánicamente modificados, sin el secado final para aerogel, en una amplia variedad de campos, como por ejemplo en cromatografía, en cosméticos y en farmacéutica. Los conocedores de la técnica consideran que, como para la preparación de aerogeles, también era necesario el intercambio de agua en los poros del gel para diferentes solventes, en el caso de geles húmedos orgánicamente modificados . Sin embargo, el intercambio de agua para un solvente diferente, en cualquier caso, consume tanto tiempo como energia. Además, se le asocia con problemas considerables de seguridad. Por lo tanto, el objetivo de la presente invención era proporcionar un proceso para preparar aerogeles orgánicamente modificados que se puedan elaborar usando los mecanismos comunes para la modificación de superficies y evitar el intercambio de solventes de agua por un solvente diferente . Sorprendentemente, este objetivo se logró mediante un proceso para preparar aerogeles modificados orgánicamente, los cuales comprenden: a) introducir un hidrogel como carga inicial; b) modificar la superficie del hidrogel obtenido en el paso a) y c) secar el gel con lá superficie modificada que se obtiene en el paso b) . Preferiblemente, en el paso b) se sililata la superficie del hidrogel obtenido. En la forma de realización preferida de la invención, los agentes de sililación empleados son desiloxanos de la fórmula I y/o disilazanos de la fórmula II R3SÍ-O-SÍR3 (I) R3Si-N(H)-SiR3 (II) en donde los radicales R, independientemente uno del otro, son iguales o diferentes y cada uno es un átomo de hidrógeno o un radical noreactivo, orgánico, lineal, ramificado, cíclico, saturado o insaturado, aromático o heteroaromático. En una segunda forma de realización preferida de la invención, los agentes de sililación empleados son silanos de la fórmula R14_r?SiCln ó R1-nSi (OR2) n en donde n = 1 a 4 y en donde R1 y R2, independientemente el uno del otro, son iguales o diferentes y cada uno es un átomo de hidrógeno o un radical noreactivo, orgánico, lineal, ramificado, cíclico, saturado, insaturado, aromático o heteroaromático. En la presente solicitud, cuando se dice un hidrogel se refiere a un gel que está en dispersión al menos en un solvente, la fase liquida contiene al menos 50% por peso, preferiblemente al menos 80% por peso, con particular preferencia" a 90% por peso y, en particular, al menos 98% por peso de agua. Asi, un hidrogel es un caso especial de un liógela, es decir un gel que contiene un liquido. En el paso b) es agente de sililación se suministra directamente como un reactante sin un cambio previo del agua presente en los poros por un solvente orgánico o C02. El enlace de hidrogel puede estar presente en cualquier composición base deseada, bien sea orgánico o inorgánico. Todos los sistemas conocidos por los expertos de la técnica anterior son adecuados como compuestos de base orgánica. Preferiblemente, un compuesto de base inorgánica es un compuesto de silicio, estaño, aluminio, galio, indio, titanio y/o zirconio, y con particular preferencia son compuestos de silicio oxidico, aluminio, titanio y/o zirconio. Se prefiere de manera especial el hidrogel silícico que posiblemente comprende fracciones de compuestos de zirconio, aluminio, titanio, vanadio y/o hierro, especialmente un hidrogel puramente silícico. En el caso de compuestos bases, orgánico y/o inorgánicos, no es necesario que los diversos componentes se distribuyan de forma homogénea ni que formen un enlace coherente. También es posible que todos o alguno de los componentes esté presente en el enlace en la forma de inclusiones, nucleicos individuales y/o acumulaciones. En el texto a continuación, se describe la preparación' de tres formas de realización preferidas para la preparación de hidrogelés, pero sin que esto se considere una restricción de la invención. En la primera forma de realización preferida, en el paso a) se introduce un hidrogel silicético, como carga inicial, que se prepara proporcionando una solución de vidrio de agua acuosa con un pH <3, con la ayuda de una resina intercambiadora de un ion acidico, un ácido mineral o una solución de ácido hidroclórico, policondensando el ácido silícico por la adición de una base, para formar un gel Si02, y lavando el gel con agua para liberarlo de cualquier electrolito. Esta policondensación del gel de Si02 se puede realizar bien sea en el paso uno o en cualquier etapa en un procedimiento de varios pasos. Preferiblemente, el vidrio de agua usado es e sodio y/o de potasio. Como resina para el intercambio de iones, se prefiere el uso de una resina acidica, aquellas que contienen grupos de ácido suifónico son particularmente adecuadas. Si se utilizan ácidos minerales, son particularmente adecuados el ácido hidroclórico y el ácido sulfúrico. Si se emplean soluciones de ácido hidroclórico, son particularmente adecuadas las de sales de aluminio, especialmente sulfato de aluminio y/o cloro. Generalmente, la base utilizada es NH4OH, NaOH, KOH, Al (OH) 3 y/o silice coloidal. Preferiblemente, el hidrogel que se prepara a partir de ' los compuestos iniciales de silice que se describieron anteriormente, " puede comprender además compuestos de titanio, estaño, aluminio y/o zirconio que son capaces de condensarse. Además, es posible, antes y/o durante la preparación del gel, agregar aditivos opacificadores, especialmente opacificadores IR, para reducir la contribución radiante a la conductividad térmica, como por ejemplo negro de humo de gas natural, óxidos de titanio, óxidos de hierro y/o óxidos de zirconio. Además, es posible agregar fibras al sol o coloide liquido para aumentar la estabilidad mecánica. Los materiales de fibra que se pueden usar incluyen fibras inorgánicas, como fibras de vidrio o fibras minerales; fibras orgánicas como por ejemplo poliester, aramida o nilón, o fibras de origen vegetal y mezclas de éstas. También, las fibras pueden estar recubiertas, por ejemplo fibras de poliéster metalizado con metales como aluminio. Generalmente, el hidrogel se prepara a una temperatura entre el punto de congelación y el punto de ebullición de la solución. Si se desea, esta preparación puede incluir un paso de formado, simultáneo, como por ejemplo formación de roció, extrusión o formación de goticulas. Además, el hidrogel resultante se puede someter a agitación. 'Esta agitación se puede llevar a cabo antes y/o después de la opción que se describió anteriormente, del lavado con agua, en la cual es gel se lava, esencialmente, para que no tenga electrolitos. Generalmente, el envejecimiento se lleva a cabo a una temperatura en el rango desde 20 hasta 100°, preferiblemente desde 40 hasta 100°C y, en particular, entre 80 y 100°C, asi como a un pH desde 4 hasta 11, preferiblemente desde 5 hasta 9, en particular desde 5 hasta 8. Generalmente, el tiempo de envejecimiento es de hasta 48 horas, preferiblemente hasta 24 horas y, con particular preferencia, hasta 3 horas. En la segunda forma de realización preferida, en el paso a) se introduce un hidrogel silicético inicial que se prepara al obtener un gel Si02 a partir de una solución de vidrio de agua acuosa al menos con la ayuda de un ácido orgánico y/o inorgánico y mediante una etapa intermedia de sol de silice. La solución de vidrio de agua usada en este caso, generalmente es desde 6 hasta 25% de concentración por peso de solución (en base al contenido Si02) de vidrio de agua de sodio y/O potasio. Se prefiere una solución de vidrio de agua con una concentración desde 10 hasta 25% por peso, en particular desde 10 hasta 18% por peso. Además, se puede incluir una solución de vidrio de agua - en base a Si02- de hasta 90% por peso de un compuesto de titanio, estaño, aluminio y/o zirconio, que sea capaz de condensarse . Generalmente, los ácidos usados tiene de 1 hasta 50% de concentración por peso de ácido, preferiblemente desde 1 hasta 10% de concentración por peso de ácidos. Los ácidos preferidos son ácido sulfúrico, fosfórico, hidrofluórico, oxálico e hidroclórico. Se da particular preferencia al ácido hidroclórico. Sin embargo, alternativamente, se pueden emplear mezclas de los ácidos correspondientes. Además, también es posible la mezcla real de la solución de vidrio de agua y de ácido, primero agregar algo de ácido a la solución de vidrio de agua hasta que el pH sea >8 y, en un paso adicional, establecer el pH antes mencionado del sol, y/o primero agregar algo de solución de vidrio de agua al ácido hasta que el pH sea de <4 y, en un paso adicional, establecer el pH final. De esta forma, es posible variar la proporción de la solución de vidrio de agua y del material ácido que fluye en un rango muy amplio. Preferiblemente, las mezclas de las dos soluciones es desde 5 hasta 12% por peso de gel de Si02. Particularmente se prefiere desde 6 hasta 9% por peso de gel de Si0 . Para asegurar una mezcla total de la solución de vidrio de agua y de ácido antes de que el gel de Si02 desarrolle las dos soluciones, es preferible tener, independientemente una de la otra, a una temperatura de entre o hasta 30°C, con particular preferencia de entre 5 y 25% y, en particular, de entre 10 y 20°C. La mezcla rápida de las dos soluciones se lleva a cabo en un aparato conocido por los expertos de la técnica, como recipientes de agitación, boquillas mezcladoras y mezcladores estáticos. Se prefieren los procesos semicontinuos o continuos, como por ejemplo con boquillas mezcladoras . Si se desea, la preparación comprende un paso de formación simultánea, por ejemplo, formación de roció, extrusión o formación de goticula. Además, el hidrogel resultante se puede someter a un envejecimiento. Generalmente, esto se lleva a cabo a una temperatura desde 20 hasta 100°C, preferiblemente desde 40 hasta 100°C y, en particular desde 80 hasta 100°C, asi como con un pH desde 2.5 hasta 11, preferiblemente desde 5 hasta 8. Generalmente, el tiempo de envejecimiento es de hasta 12 horas, preferiblemente de hasta 2 horas y, con particular preferencia de hasta 30 minutos. Preferiblemente, el gel preparado se lava con agua, con particular preferencia por el lavado con agua sin electrolitos. Si se envejece el gel, el lavado se puede llevar a cabo antes, durante y/o después del envejecimiento, en este caso, es preferible hacerlo durante o después del envejecimiento. Para propósitos de lavado, se puede reemplazar algo de agua por solventes orgánicos. Sin embargo, el contenido de agua, debe ser, preferiblemente, lo suficientemente alto para que las sales no se cristalicen en los poros del hidrogel. Con el objetivo de lograr una remoción de los iones de sodio y/o de potasio, además de lavarse con agua, también se puede lavar el hidrogel con ácido mineral, antes, durante y/o después. En este caso se prefieren los ácidos minerales como los que ya se mencionaron para la preparación del hidrogel. Además, se pueden agregar agentes opacificadores al vidrio de agua, al ácido y/o al sol; estos opacificadores son, en particular, opacificadores IR para reducir la contribución radiante a la conductividad térmica, por ejemplo negro de humo de gas natural, óxidos de titanio, óxidos de hierro y/u óxidos de zirconio. Además, es posible agregar fibras al vidrio de agua, al ácido y/o al sol con el objetivo de aumentar la estabilidad mecánica. Los materiales de fibra que se pueden usar incluyen fibras inorgánicas, como fibras de vidrio o fibras minerales; fibras orgánicas como por ejemplo poliester, aramida o nilón, o fibras de origen vegetal y mezclas de éstas. También, las fibras pueden estar recubiertas, por ejemplo fibras de poliéster metalizado con metales como aluminio.

En la tercera forma de realización preferida, en el paso a) se introduce una carga inicial de hidrogel silicético que se obtiene por hidrólisis y policondensación de tetracloruro de silicio (SiCl4) con agua. En este caso, la hidrólisis y la policondensación se puede llevar a cabo bien mediante un procedimiento de un paso o de varios pasos, Se prefiere la hidrólisis y la policondensación en un paso. Aqui, el tetracloruro se puede emplear ya sea de forma concentrada o diluida. En principio, los fluidos de dilusión o solventes adecuados son todos aquellos que se mezclen con tetracloruro de silicio. Se prefiere los hidrocarburos alifáticos o aromáticos, alcoholes alifáticos, éteres o cetonas y agua. Se prefieren, particularmente, solventes como metanol, etanol, isopropanol, acetona, tetrahidrofuran, pentano, n-hexano, n-heptano, tolueno y agua. Se prefiere, muy particularmente, la acetona, pentano, n-hexano, n-heptano y agua. Sin embargo, alternativamente se pueden usar mezclas de estos solventes. También se pueden agregar solventes que se mezclen, además, del agua que se requiere para la hidrólisis/policondensación. Nuevamente, los solventes adecuados son aquellos que ya se mencionaron. La dilusión del tetracloruro de silicio y/o la adición del solventes al agua requerida para la hidrólisis y policondens ción, generalmente se debe llevar a cabo de forma tal que el hidrogel formado después de la reacción tenga una concentración de Si02, en un rango desde 4 hasta 12% por peso, preferiblemente desde 4 hasta 10% por peso y, con particular preferencia, desde 4 hasta 9% por peso. También se pueden agregar ácidos o bases al agua.

Los ácidos preferidos son ácido sulfúrico, fosfórico, hidrofluórico, oxálico, acético, fórmico y/o hidroclórico. Se da preferencia al ácido hidroclórico y al ácido acético. Se prefiere muy particularmente el ácido hidroclórico. Sin embargo, como alternativa, se pueden usar mezclas de los ácidos correspondientes. Generalmente, las bases empleadas son NH4OH, NaOH, KOH y/o Al(OH)3. Se prefiere la solución de hidróxido de sodio. Además, algunos o todos de los ácidos o bases mencionados se pueden agregar a la mezcla de la reacción en el curso de la reacción de hidrólisis y policondensación. Preferiblemente, el hidrogel que se prepara a partir de tetracloruro de silicio, como ya se mencionó, puede además comprender compuestos de titanio, estaño, aluminio y/o zirconio los cuales son capaces de condensarse. Estos compuestos se pueden agregar a los compuestos de inicio antes mencionados, antes o durante la reacción de hidrólisis y policondensación y/o se pueden agregar al gel después de que se formó.

Además, es posible, antes y/o durante de la preparación del gel, agregar aditivos opacificadores, especialmente opacificadores IR, para reducir la contribución radiante a la conductividad térmica, como por ejemplo negro de humo de gas natural, óxidos de titanio, óxidos de hierro y/o óxidos de zirconio. Además, es posible agregar fibras al sol o coloide liquido para aumentar la estabilidad mecánica de los materiales iniciales. Los materiales de fibra que se pueden usar incluyen fibras inorgánicas, como fibras de vidrio o fibras minerales; fibras orgánicas como por ejemplo poliester, aramida o nilón, o fibras de origen vegetal y mezclas de éstas. También, las fibras pueden estar recubiertas, por ejemplo fibras de poliéster metalizado con metales como aluminio. Generalmente, el hidrogel se prepara a una temperatura entre . el punto de congelación y el punto de ebullición de los reactantes . Se prefiere una temperatura de entre 0°C y 50°C, en particular una temperatura entre 0°C y 30°C. En este caso, es posible, si se desea, esta preparación puede incluir un paso simultáneo de formado como por ejemplo formación de roció, extrusión o formación de goticulas. El hidrogel resultante también se puede someter a un envejecimiento. Generalmente, el envejecimiento se lleva a cabo a una temperatura en el rango desde 20 hasta 100°, preferiblemente desde 40 hasta 100°C. Generalmente, el tiempo de envejecimiento es de hasta 48 horas, preferiblemente hasta 24 horas y en particular hasta 3 horas. Este envejecimiento se lleva a cabo antes y/o después del posible lavado del hidrogel. En este caso, el hidrogel se puede lavar con los solventes ya mencionados, con el objetivo, por ejemplo, de alterar el pH en los poros del hidrogel. Se prefiere el lavado con agua. Si hay menos que 50% por peso de agua en los poros del hidrogel, antes del paso b) , entonces el lavado se usa para aumentar el contenido de agua de los poros hasta al menos 50% por peso de agua. En el paso b) , el hidrogel que se introduce en el paso a) es, preferiblemente, un hidrogel con superficie modificada, preferiblemente con superficie de sililación. A continuación, la invención se describe más detalladamente, haciendo referencia a la sililación de superficie pero sin que esto sea una restricción de la invención. El agente de sililación, en principio, puede estar en un estado agregado, pero se prefiere que esté en forma liquida y/o en gas o vapor. Si se una un agente de sililación como gas y/o vapor, la temperatura del hidrogel acuoso es preferible que esté entre 20 y 100°C, con particular preferencia a una temperatura' entre 40 y 100°C y, en particular, entre 60 y 100°C. Bajo presión, es posible tener temperaturas más altas con el objetivo de evitar la ebullición del agua en las capilaridades del gel. Si se usa un agente de sililación, como un liquido, se prefiere que la temperatura del hidrogel acuoso sea de entre 20 y 100°C. Bajo presión, es posible obtener temperaturas mayores, con el objetivo de evitar la ebullición del agua en las capilaridades del gel. Si se usa el agente de sililación como un gas y/o vapor, este puede estar presente durante la reacción en una chorro de gas o en una atmósfera de gas estático. La temperatura del agente, o agentes, de sililación en la fase de gas se puede aumentar por medio de la presión o al agregar un chorro de gas . En la forma de realización, también se puede introducir en la fase liquida. En esta caso, se puede emplear directamente, como fase liquida y/o se puede formar en la superficie del hidrogel como resultado de la condensación del gas empleado. Asi, la temperatura de la fase liquida puede estar entre 0°C y el punto de ebullición del agente o agentes de sililación. Se prefiere una temperatura entre 20 y 100°. Si se desea, también es posible operar bajo presión con temperaturas muy elevadas. En general, la sililación de la superficie se lleva a cabo más rápido a temperaturas altas.

De acuerdo con la forma de realización preferida se emplean disiloxanos de la formula I y/o disilazanos de la fórmula II como agentes de sililación. R3SÍ-O-SÍR3 (I) R3Si-N(H) -SiR3 (II) en donde los radicales R, independientemente uno del otro, son iguales o diferentes y cada uno es un átomo de hidrógeno o un radical no reactivo, orgánico, lineal, ramificado, cíclico, saturado o insaturado, aromáticos o heteroaromáticos, preferiblemente un alquil de 1 a 18 átomos de carbono ó un aril de 6 a 14 átomos de carbono, particularmente preferido un alquil de 1 a 6 átomos de carbono, ciclohexil o fenil, especialmente metil o etil. Preferiblemente, el hidrogel, en el paso b) se hace reaccionar con un disilexano simétrico que es, uno que el ambos átomos Si tiene los mismos radicales. Particularmente, se prefiere emplear disiloxanos en los cuales todos los radicales R son iguales. En particular, se usa exametildisiloxano. Además, es posible emplear todos los agentes de sililación conocidos por los expertos en la técnica que inmiscible en agua. Si los agentes de sililación son muy o completamente insolubles en agua, como es el caso del hexametildi'siloxano (HMDSO), por ejemplo, entonces es fácil de separarlos de la fase acuosa que se forma como resultado del agua y del gel. Esto permite el reciclado fácil del exceso de reagentes. Por esto, es posible, por ejemplo, minimizar las veces de sililación usando concentraciones excesivas. Los agentes de sililación necesarios para la reacción de sililación real, también se pueden generar a partir de substancias, preferiblemente otros agentes de sililación. Esto se puede hacer poco antes y/o durante la sililación. Además, también se puede hacer directamente antes y/o durante la reacción en la superficie interna del hidrogel. En este contexto, el término agentes de sililación también incluye una mezcla de substancias que son necesarias para la sililación real o que, en principio, están en equilibrio entre si. Por ejemplo, la mezcla puede incluir una base o ácido que actúa como catalizador. Los ácidos preferidos para este propósito son ácidos sulfúricos, fosfóricos, hidrofluórico, oxálico, acético, fórmico y/o hidroclórico. Se da particular preferencia al ácido hidroclórico y acético. El ácido hidroclórico se prefiere muy particularmente. Alternativamente, es posible usar las mezclas de los ácidos correspondientes. Las bases preferiblemente empleadas son NH4OH, NaOH, KOH y/o Al (OH) 3 con particular preferencia por la solución dé" hidróxido de sodio. Las bases y los ácidos se pueden agregar antes, durante y/o después de agregar el agente o agentes de sililación. En el paso b) , la sililación de superficie se lleva a cabo en presencia, al menos, de un agentes de sililación y, si se desea al menos un ácido o base ya presente en el hidrogel, nuevamente se prefieren los ácidos y bases antes mencionados . Se pueden introducir ácidos o bases en el gel acuoso mediante la técnica ya conocida. Se prefiere, el lavado con soluciones acuosas de ácidos o bases, o el tratamiento de bases y ácidos gaseoso. Se prefiere particularmente, las bases y ácidos en forma de soluciones acuosas, o de gases, con altas concentraciones, especialmente gases . En general, las concentraciones presentes en el agua de los geles húmedos son de entre 5% por peso y la concentración máxima posible, preferiblemente, es de entre 10% por peso como la concentración máxima posible. En el caso del ácido hidroclórico, las concentraciones son mayores al 5% por peso, preferiblemente mayores a 10% por peso y, más preferiblemente, mayores a 15% por peso. Además, los agentes , e sililación también, junto con los ácidos o bases, se pueden vaporizar y/o combinar en la fase de gas y/o mezclado en la fase liquida. También es posible la" reacción de los agentes de sililación con los ácidos o bases antes y/o durante la vaporización, y/o en la fase de gas y/o en la fase liquida. En general, la modificación de la superficie se acelera en concentraciones relativamente altas de ácidos o bases. En una forma de realización particularmente preferida, el hidrogel se introducir en el agente o agentes de sililación, y luego se agrega al menos un ácido y/o una base. Esto se puede hacer por medio de cualquiera de las técnicas conocidas por los expertos. Se da preferencia al tratamiento por medio de ácidos o bases gaseosas. Los ácidos preferidos para este propósitos son ácido sulfórico, hidrofluórico, oxálico, acético, fórmico y/o hidroclórico. Se prefiere, particularmente el ácido hidroclórico. Sin embargo, también es posible usar mezclas de los ácidos correspondientes. Preferiblemente, las bases empleadas son amonia, NHOH, NaOH, KOH y/o Al (OH) 3, con particular preferencia por la amonia. Los agentes de sililación que se pueden emplear son, en principio, todos los agentes de sililación antes mencionados. Se prefieren los agentes de al que son disiloxanos, en donde el radical R es igual. En particular, se usa hexametildisiloxano. Además, se pueden emplear todos los agentes de sililación conocidos por los expertos en la técnica.

La adición de los ácidos y/o bases al hidrogel se acompaña por la real modificación de la superficie o la reacción de sililación. Las concentraciones de ácidos y bases que se logran en este caso, en el agua de los geles húmedos, en general, están en el rango entre 5% por peso, y el máximo posible de concentración, preferiblemente en el rango entre 10% por peso y el máximo posible de concentración. En el caso de ácido hidroclórico, las concentraciones son mayores a 5% por peso, preferiblemente mayores a 10% por peso, con particular preferencia a más del 15% por peso. En el caso de ácidos y bases acuosas, el proceso de disolución se puede acompañar con el desarrollo de calor de disolución en agua del hidrogel. Preferiblemente, esto conduce a más o menos concentración de calor del sistema. Preferiblemente, esto tiene una acción aceleradora en la reacción de modificación de la superficie o reacción de sililación. En general, y especialmente en el caso de la forma de realización preferida ya descrita, la modificación de la superficie se lleva a cabo más rápidamente a concentraciones mayores de ácidos o bases. En el proceso, es posible la reacción del agente o agentes de sililación con el ácido o la base dentro/fuera del hidrogel lo que conducirá a la formación de un compuesto que, a su vez, es capaz de reaccionar - posiblemente aún en una manera acelerada o autocatalizada - con la superficie interna del gel. Esto se explicará, brevemente, usando hexametildisilano como ejemplo, pero sin intensión de limitar la invención. El hexametildisiloxano, que es soluble en agua, se puede hacer reaccionar tanto con la superficie interna de los geles húmedos como, por ejemplo con HCl en el agua de los poros del hidrogel. La reacción con HCl produce trimetilclorosilano y agua. Luego, el trimetilclorosilano producido se hace soluble tanto en el agua de los poros como en el hexametildisiloxano. por una parte, es posible hacer una difusión en la fase de agua y hacerlo reaccionar con la superficie interna del hidrogel y/o con el agua en los poros, y por otra parte, hacerlo difuso en hexametildisiloxano y de igual forma hacerlo reaccionar con la superficie interna del hidrogel. Esto aumenta la concentración de las moléculas reactivas en la fase de agua asi como en el hexametildisiloxano, y además la superficie interna situada dentro de los poros se puede alcanzar más fácilmente por medio del agentes de sililación. De acuerdo con una forma adicional preferida, los agentes de sililación empleados son silanos de la fórmula R14-nSiCln ó R14-nSi (OR2) n en donde n = 1 a 4, preferiblemente 1 a 3 y en donde R1 y R2 independientemente uno del otro, son iguales o diferentes y cada uno es un átomo de hidrógeno o un radical noreactivo, orgánico, lineal, ramificado, cíclico, saturado o insaturado, aromático o heteroaromático, preferiblemente un alquil de 1 a 18 átomos de carbono o aril de 6 a 14 átomos de carbono y con particular preferencia por alquil de 1 a 6 átomos de carbono, ciclohexil o fenil, especialmente metil o etil. Se prefiere el uso de trimetilclorosilano. . También son adecuados el isopropenoxisilano y silazanos. Los agentes de sililación necesarios para la real reacción de sililación también se puede generar a partir de otras substancias, preferiblemente otros agentes de sililación. Esto se puede hacer poco cantes y/o durante la sililación. Además, también se puede hacer directamente antes y/o durante la reacción en la superficie interna del hidrogel. El término agentes de sililación también incluye una mezcla de substancias que son necesarias para la sililación real o que, en principio, están en equilibrio químico entre si. La mezcla puede, por ejemplo, incluir, una base o un ácido que actúa como catalizador. Los ácidos preferidos para este propósito son ácidos sulfúricos, fosfóricos, hidrofluórico, oxálico, acético, fórmico y/o hidroclórico. Se da particular preferencia al ácido hidroclórico y acético. El ácido hidroclórico se prefiere muy particularmente. Alternativamente, es posible usar las mezclas de los ácidos correspondientes. Las bases ~~ preferiblemente empleadas son NH4OH, NaOH, KOH y/o Al (OH) 3 con particular preferencia por la solución de hidróxido de sodio. Las bases y los ácidos se pueden agregar antes, durante y/o después de agregar el agente o agentes de sililación. Además, los agentes de sililación junto con los ácidos o bases, también se puede vaporizar y/o combinar en la fase de gas y/o mezclados en la fase liquida. Además, también es posible la reacción de los agentes de sililación con los ácidos o bases antes y/o durante la vaporización y/o en la fase de gas y/o en la fase liquida. Sin embargo, también es posible disolver los ácidos o bases en el agua del hidrogel. Además, si se desea, la sililación se puede acelerar o catalizar por medio de las substancias especificas o catalizador, respectivamente, por ejemplo por medio al menos de un ácido o base, que están presentes en el gel acuoso. En este caso, los ácidos o bases preferidos son los que ya se mencionaron. Estos ácidos o bases se pueden introducir en el gel acuoso mediante cualquiera de las técnicas conocidas por los expertos en la materia. Se da preferencia al lavado con una solución acuosa de ácido o base, o a un tratamiento por medio de ácidos o bases gaseosas. Con particular preferencia por los ácidos y las bases en forma de solución acuosa altamente concentrada o de gases, en particularmente en forma de gases.

Las concentraciones de los ácidos o bases que están presente en el agua de los geles húmedos, en general, están en un rango que vidrio de agua desde 0% por peso y la concentración máxima posible. En el caso de ácido hidroclórico, las concentraciones son mayores a 1% por peso, preferiblemente mayores a 5% por peso, con particular preferencia a concentraciones mayores que 10% por peso, y con especial preferencia por concentraciones mayores al 15% por peso . Además, también es posible, para la reacción del agente o agentes de sililación, con una superficie interna del gel y/o del agua en el gel, conducir la formación de un compuesto, como por ejemplo un ácido o una base, que acelere o autocatalice la reacción del agente o agentes de sililación. Esto se explicará brevemente usando trimetilclorosilano como ejemplo, sin que esto represente ningún tipo de restricción para la invención. El trimetilclorosilano es capaz de reaccionar tanto en la superficie interna de los geles húmedos con el agua en los poros de los geles húmedos. En el caso de una reacción con la superficie interna, se, forma HCl como un producto colateral. En el caso de una reacción con agua, se forman hexametildisiloxano y HCl. El HCl formado, que está presente en una forma disociada en el agua restante, es capaz de acelerar la siguiente reacción con la superficie interna y, además, conducir el hexametildisiloxano de vuelta a trimetilclorosilano. Como resultado, hay un aumento en la concentración de las moléculas activas. Si la reacción de los agentes de sililación usados con la superficie interna de los geles, involucra la eliminación de los aniones que conducen a la formación de ácidos y bases, el resultado de estos es un aumento en la concentración del ácidos o de la base, respectivamente, en el gel húmedo. Otra posibilidad es secar la superficie externa de las partículas húmedas del gel antes de la sililación real. Esto se puede llevar a cabo mediante todos los métodos de secado conocidos por los experto en la técnica, preferiblemente a temperaturas desde -30°C hasta 200°C, con particular preferencia por una temperatura que vidrio de agua desde 0 hasta 200°C, y a presiones desde 0.001 hasta 20 bar, con particular preferencia por presiones desde 0.01 hasta 5 bar por medio, por ejemplo, de radiación, convección y/o secado al contacto. Se da preferencia al secado de la superficie externa por medio, al menos de un gas. En este caso, se prefieren todos los gases químicamente inertes. Se prefiere particularmente nitrógeno y argón, en especial el nitrógeno.

Este secado también se puede llevar a cabo al menos con un gas que, a través de la adsorción o reacción con agua en los poros conduce a un cambio en el pH de los poros del gel húmedo, como por ejemplo ácido hidroclórico por amonia. En este caso se da preferencia a los gases que conducen a valores de pH menores a 7. Particularmente se prefiere el HCL. Sin embargo, también es posible usar mezclas con gases químicamente inertes . Si en este proceso se calienta el gel húmedo, entonces puede haber ebullición en los poros. Esto se puede evitar, si se hace lo apropiado usando los métodos apropiados como por ejemplo enfriamiento o alta presión. Cuando se usa, por ejemplo, gas de HCl, el gel húmedo se encoge en una extensión que vidrio de agua desde 0 hasta 40% por volumen, preferiblemente desde 0 hasta 30% por volumen y, con particular preferencia, desde 5 hasta 20% por volumen. Esto reduce, con referencia a la cantidad inicial, la cantidad de agua y/o substancias orgánicas que se ubican en los poros antes y/o durante y/o después de la sililación y/o antes del secado, implicando una reducción en la cantidad de substancias que se usan antes y/o durante y/o después de la sililación y conduciendo, en el curso de un secado subsecuente, a la reducción en la cantidad de solventes que se evapora desde los poros, lo que reduce significativamente los requerimientos en términos, por ejemplo, de tamaño del aparato y de energia. Además, el secado de la superficie externa de las partículas de gel húmedo, también se puede llevar a cabo por el desplazamiento del agua mediante un agente de sililación esencialmente insoluble en agua, como por ejemplo hexametildisiloxano (HMDSO) . Adicional al agente de sililación, también es posible usar al menos un gas portador o flujo de gas portador. Se prefieren gases químicamente inertes. Se da particular preferencia al nitrógeno y al argón, esencialmente al nitrógeno. La temperatura del gas portador en este caso, generalmente, es de entre 20 y 400°C. La sililación es continua hasta que se alcanza el grado deseado de cobertura en la superficie interna del hidrogel. Sin embargo, como un máximo, solamente es posible modificar todos los grupos de superficie químicamente alcanzables. Además, por medio de la selección de los parámetros de temperatura dentro y alrededor del gel, la temperatura, concentración y tipo de agente o agentes de sililación, asi como el promedio del flujo y la temperatura y promedio del flujo del gas o gases portadores, si se usan, es posible ajustar el grado de intercambio de agua en los poros por agente o agentes de sililación, asi como el grado de secado en el curso de la sililación. por medio de una sililación larga, es posible llevar a cabo un intercambio completo o parcial de agua en los poros del gel por el agente o agentes de sililación. Si, por ejemplo, la sililación se lleva a cabo deforma tal que algo de agua en los poros del hidrogel reacciona con el agente de sililación usado (por ejemplo trimetilclorosilano) para formar un compuesto insoluble en agua (por ejemplo, hexametildisiloxano) , entonces el volumen molar del compuesto formado automáticamente desplaza al menos algo del agua de los poros . Durante la sililación de la superficie interna del enlace, se conduce un intercambio parcial o completo del liquido en los poros del hidrogel por un medio insoluble en agua. Este medio insoluble en agua se separa fácilmente de la fase acuosa que se forma por el agua en y desde el gel. Esto permite el fácil reciclado del exceso de los reagente, por este medio, es posible, por ejemplo, minimizar las veces de sililación a través del uso de concentraciones excesivas. Las substancias formadas por la reacción del agua en el hidrogel con el agente o agentes de sililación pueden, si se desea, simplificar en reciclado para dar uno o más agentes de sililación. Esto se explicará brevemente usando el agente de sililación TMCS como ejemplo.

El TMCS reacciona con el agua en el hidrogel formando HMDSO y HCl. Después de la separación, se puede volver a reaccionar el HMDSO y el HCl bajo condiciones adecuadas para formar TMCS y agua. La ventaja es una reducción en la cantidad de residuales en el presente proceso. Antes del paso c) es posible lavar el gel sililación, si se desea, con un solvente prótico o aprótico hasta que, esencialmente se remueve el agente de sililación sin reaccionar (contenido residual <5% por peso, con particular preferencia a <3% por peso y, en particular, <1% por peso. En general, los solventes usados son alcoholes alifáticos, éteres, esteres o cetonas y también hidrocarburos alifáticos o aromáticos. Los solventes preferidos son metanol, etanol, acetonas, tetrahidrofuran. acetato de etilo, dioxano, pentano, n-hexano, n-heptano y tolueno. Sin embargo, también es posible el uso de mezclas de estos solventes. Además, el gel se puede lavar con los agentes de sililación usados. Se prefiere el trimetilclorosilano, trimetilsiloxano, hexametildisilazano y hexametildisiloxano. Se prefiere particularmente el hexametildisiloxano, sin embargo, también es posible usar mezclas de estos agentes de sililación. Para el subsecuente, preferiblemente secado subcritico, es favorable, en principio, si algunos o todos los poros del gel contienen solventes o mezclas de solventes de la tensión superficial baja. Se prefiere el hexametildisiloxano. En el paso c) el gel sililado y, posiblemente lavado, se somete a un secado subcritico, preferiblemente a temperaturas desde -30°C hasta 200°C, con particular preferencia desde 0 hasta 150°C, y a presiones desde 0.001 hasta 20 bar, con particular preferencia por presiones desde 0.01 hasta 5 bar, especialmente desde 0.1 hasta 2 bar, por medio, por ejemplo de radiación, convección y/o secado por contacto. Preferiblemente, el contacto continua hasta que el gel tiene un contenido de solvente residual menos a 0.1% por peso. Los aerogeles obtenidos con el secado son completa o parcialmente hidrofóbicos dependiendo del grado de modificación. La capacidad hidrofóbica es permanente. Alternativamente, el gel que se obtiene en el paso b) se puede someter a un secado supercritica. De acuerdo con un solvente particular, este necesita temperaturas superiores a 200°C y/o presiones mayores a 20 bar. Estas condiciones, aunque son posibles fácilmente, se asocian con aumentos de gastos . En una forma de , realización adicional, y dependiendo del uso, el gel se puede someter a un reforzamiento adicional antes de la sililación en el paso b) . Este reforzamiento se puede efectuar, por ejemplo al reaccionar el gel resultante con una solución de ortosilicado condensable de la formula (OR2) r?, preferiblemente un alquil y/o ortosilano de arilo, en donde n =: 2 a 4 y Ri y R~, independientemente uno del otro son átomos de hidrógeno, radicales lineales o ramificados, alquilo de 1 a 6 átomos de carbono, ciclohexil o fenil, o con una solución de ácido silícico acuoso. En una forma de realización adicional, el gel, después de que tiene la forma de policondensación y/o después de cualquier paso subsecuente del proceso, se puede reducir en tamaño por medio de las técnicas conocidas por los expertos en la materia, como por ejemplo trituración. Sorprendentemente, se encontró que en una forma de realización preferida del paso b) , la modificación o sililación de la superficie se puede llevar a cabo en presencia, al menos, de un compuesto iónico y/o noniónico en gel húmedo. Por ejemplo, los compuestos iónicos disueltos son cloruro, de sodio, cloruro de potasio, cloruro de calcio, sulfato de sodio o nitrato de aluminio. Se da particular preferencia a las sales que se forman en la reacción de vidrio de agua con al menos un ácido mineral, como por ejemplo cloruro de sodio. En general, las concentraciones entre 0% y una solución saturada, preferiblemente entre 0% por peso y una solución semisaturada y, con particular preferencia' entre 0% por peso y 10% por peso.

Los ejemplos de compuestos noniónicos preferidos son negro de humo de gas natural, óxidos de titanio, óxidos de hierro y/o óxidos de zirconio. Estas variaciones del proceso se describe a continuación con referencia a cloruro de sodio disuelto en los poros de hidrogel pero sin que sea una restricción de la invención. Las concentraciones del cloruro de sodio disuelto en el agua, en los poros del gel generalmente están entre 0% por peso y una solución saturada, preferiblemente entre 0% por peso y 20% de concentración por peso de solución y, con particular preferencia entre 0% por peso y 10% de concentración por peso de solución, especialmente entre 0% por peso y 8% de concentración por peso de solución. LA superficie de sililación en el paso b) se lleva a cabo como se describió anteriormente. Dependiendo del régimen preciso experimental, puede haber una cristalización parcial del cloruro de sodio fuera y/o dentro del gel húmedo. La sal que se cristaliza fuera del gel húmedo se puede separar del gel por los métodos conocidos por los expertos en la técnica, como filtración. En este caso, el gel sililación se puede lavar, si se desea con un solvente prótico o aprótico hasta que el cloruro de sodio que se cristalizó fuera del gel húmedo se remueva esencialmente. En general, los solventes usados son alcoholes alifáticos, éteres, esteres o cetonas e hidrocarburos alifáticos o aromáticos, o agua. Los solventes preferidos son metanol, etanol, acetona, tetrahidrofuran, acetato de etilo y agua. Se prefiere el agua. El agua también puede contener sales, preferiblemente aquellas sales que también se lavan del aerogel. Sin embargo, alternativamente, se pueden usar mezclas de estos solventes. Además, el gel se puede lavar con un agente de sililación que se usa. Aqui se prefiere trimetilclorosilano, trimetilsiloxano, hexametildisilazano y hexametildisiloxano. Se prefiere, particularmente, el hexametildisiloxano. Sin embargo, también es posible el uso de mezclas de estos agentes de sililación. Otro medio adecuado para remover el cloruro de sodio cristalizado de la superficie externa de las partículas de gel durante y/o después de la sililación es por medio de ultrasonido . Si hay una cristalización parcial del cloruro de sodio dentro del gel, entonces, sorprendentemente, antes, durante y/o después del secado, esto no conduce a la destrucción de las partículas de gel en un nivel macroscópico . Además, los cristales de cloruro de sodio presentes se localizan, preferiblemente, en la estructura interna y/o en la región central de las partículas de aerogel. También es notable que no hay cristales de NaCl en la región externa de las partículas de aerogel (Figura 1) . Las regiones coloreadas con color claro en la Figura 1 son monolitos de aerogel esféricos en que los cristales de NaCl aparecen en forma obscura (imagen de luz microscópica: escala; 1 cm corresponde a 200 µm) . Si los cristales de NaCl en los monolitos de aerogel se observan usando un microscopio de análisis de electrón (SEM por sus siglas en inglés) luego sus formas dendríticas desde aproximadamente 20 hasta 200µm (escala: 1 cm correspondiente hasta 50µm) . El ' análisis . por medio del microscopio de análisis de transmisión de electrón (STEM) en combinación con el análisis de la energía dispersa de rayos X (EDX) muestra que no hay partículas de Si02 incorporadas en los cristales. Ya que, generalmente, las formas e cristales dendríticas se desarrollan solamente cuando no hay interferencia a la propagación espacial del crecimiento de cristales, se debe asumir que hay poros apropiadamente grandes presentes durante la cristalización. Sin embargo, en el aerogel seco, de superficie sililación, estos poros se puede demostrar sólo directamente por la presencia de estos cristales. Si se lleva a cabo la sililación sin disolver NaCl en el gel húmedo, entonces los poros no se pueden detectar. Además, estos poros no se pueden detectar en el gel húmedo tampoco. Por lo tanto, parece que los poros de este tamaño se forman reversiblemente en el curso de la sililación si no hay sales capaces de cristalizarse. Si las sales se cristalizan, la formación de los poros es irreversible. La formación de poros grandes (de hasta varios cientos de µm en tamaño) es capaz de acelerar el intercambio de substancia en los poros de los geles húmedos, lo que en general se hace muy lentamente, estos poros son solamente de algunos nanómetros. Esto permite una sililación mucho más rápida y un intercambio de solvente mucho más rápido que el conocido en la técnica anterior. Además, es posible reducir el área de superficie interna debido a la concentración de cloruro de sodio en el gel húmedo. Esto conduce, sobre todo, a una reducción en los grupos orgánicos de la superficie por unidad de masa o volumen de aerogel sin que sea necesaria una reducción en el grado de cobertura (ver el cuadro 1, Ejemplo 7d, experimentos 1 al 8) . El secado como se describió en el paso c) produce aerogeles que tienen un contenido de cloruro de sodio que vidrio de agua desde 0% por peso hasta 50% por peso, preferiblemente entre 0% por peso y 20% por peso y, con particular preferencia, entre 0% por peso y 10% por peso. Además, las partículas de aerosol son total o parcialmente hidrofóbicas dependiendo del grado de sililación. La capacidad hidrofóbica es permanente.

Dependiendo del grado de modificación, los aerogeles producidos mediante los procesos novedosos que se describieron anteriormente, son total o parcialmente hidrofóbicos. La capacidad hidrofóbica es permanente. Como resultado del proceso, la superficie interna de los aerogeles resultantes porta solamente grupos Si-R y/o Si-R, pero no tiene grupos Si-OR. De acuerdo con el proceso, los hidrogeles descritos anteriormente tienen grupos Si-OH en su superficie interna. Como resultado de la forma particularmente preferida, la modificación orgánica novedosa por medio de trialquilclorosilanos y/o hexametildisiloxano hay una reacción completa o parcial de los grupos Si-OH en la superficie interna para dar grupos Si-0-Si(R)3. Ya que el gel húmedo no está en contacto con los solventes reactivos como por ejemplo alcoholes (metanol, etanol, isopropanol, etc.), cetonas (acetonas, etc.), éteres (dimetoxietano, etc.) o tetrahidrofuran a lo largo del proceso, en contraste con la técnica anterior, no es posible la formación de grupos Si-OR en la superficie interna de los geles . La presencia de solventes orgánicos durante la sililación real, conduce a la adición de un solvente orgánicos en los grupos OH reactivos del gel. Esto evita la posibilidad de una reacción completa de los grupos OH con el respectivo agente de sililación.

Si, como en la presente invención, el uso de solventes orgánicos se dispensa completamente, entonces todos los grupos Si-OH, que se pueden alcanzar espacialmente por medio del agente de sililación usado, son capaces de reaccionar con el agente de sililación. por este medio, es posible lograr un grado muy alto de cobertura de la superficie interna, que se acerca al grado posible, en teoría, de cobertura. De igual forma, esto se puede apoyar por el hecho de que los métodos de sililación descritos en la presente, en contraste con los de la técnica anterior, permiten un excedente de agentes de sililación reactivos que se introducen en los poros del hidrogel. Por este medio, se puede cambiar completamente el equilibrio de la reacción de sililación hacia el lado de la superficie modificada. En esta aplicación, el grado de cobertura se refiere al número de grupos orgánicos en la superficie por nanómetro cuadrado del área de la superficie interna de los aerogeles . A continuación, se describe el grado de cobertura usando aerogeles de tri etilsilil modificados como ejemplos, sin que esto se considere una restricción de la invención. En una superficie igual, la modificación de la superficie del poro de Si02 con trímetilclorosilano puede, en teoría, dar como resultado un grado máximo de cobertura con grupos trimétilsilil (TMS) de 2.5 nm2. Esto se puede calcular a partir de lotes esféricos de unidades TMS, que se describen en la literatura como efecto paraguas. A partir de las longitudes de enlaces de Si-C (0.189 nm) y C-H (0.108 nm) y del radio van der Waals de la molécula de TMS, el espacio requerido se calcula en aproximadamente 0.36 nm2 por molécula de TMS. Cuando se convierte, esto corresponde al grado de cobertura de 2.8 moléculas de TMS por nm2 (W. Urbaniak, F. Jano ski, B. Marciniec, F. Wolf, React Kinet. Catl. Lett. 1987, 34, 129; K.K. Unger, Journal of Chromatography Library 1979, 16, 64; E.V. Broun, A. Ya. Korolev, L.M. Vonogradova, R.V. Artamonova, T.V. Men' kova, Russ. J. Ohys . Chem. 1970, 44, 442) . El cuadro 1 muestra los grados de cobertura de los aerogeles producidos por el proceso de la invención. El cuadro 2 enlista los grados de cobertura para los aerogeles producidos por el proceso conocido de la técnica anterior. Estos grados de cobertura se han calculado usando la siguiente fórmula: Grado de cobertura = ( [C] / [BET] ) * K; unidades; [nm"2] K = 6.022*1023/100*12*3*1018 = 167.28; unidades: [g""1] [C] : C contenido en % por peso [BET]: BET área de superficie; unidades: [m2/g] Debido a los métodos de medición usados, los valores para los grados de área de cobertura sujetos a error no son más del 10%. Cuadro 1 Grados de cobertura de loa aerosoles producidos de acuerdo con la invención. Ejemplo Contenido C Área de superficie Grado de Contenido NaCl [% por peso] BET [m2/g] cobertura [nm"2] [% por peso] 2n 12.4 684 3.0 ~ 3c 11.7 683 2.9 — 4f 11.5 730 2.6 — a, exp. 1 12 732 2.7 — a, exp. 2 1 1.7 683 2.9 — a, exp. 3 1 1.6 701 2.8 — 5b 12.0 732 2.7 — a, exp. 1 10.4 614 2.8 7.1 a, exp. 2 9.4 560 2.8 6.9 a, exp. 3 8.9 568 2.6 6.9 7b 9.3 587 2.7 4.3 7c 9.0 558 2.7 6.4 d, exp. 1 9.2 549 2.8 8.4 d, exp. 2 7.1 422 2.8 18.0 d, exp 3 6.9 431 2.7 1 1.4 d, exp 4 7.8 431 3.0 12.8 d, exp 5 ' 6.6 425 2.7 18.6 d, exp 6 7.3 431 2.8 16.3 d, exp 7 7.0 405 2.9 20.1 d, exp.8 9.6 570 2.8 5.6 , exp 1 11.7 684 2.9 , exp 2 11.0 606 3.0 , exp 3 11.7 695 2.8 , exp 4 11.0 630 2.9 9a 12.0 673 3.0 9b 9.5 488 3.3 Cuadro 2 Grados de cober tura de aerogeles producidos de acuerdo con la técnica anterior . Ejemplo Contenido C Área de superficie Grado de comparativo [% por peso] BET [m2/g] cobertura [nm"2] 1 5.9 416 2.4 2, exp. 1 9.6 689 2.3 2, exp. 2 8.5 602 2.4 3, exp. 1 6.9 719 1.6 3, exp. 2 3.9 374 1.7 3, exp. 3 4.0 375 1.8 3, exp. 4 4.9 442 1.9 3, exp. 5 7.0 615 1.9 3, exp. 6 5.8 653 1.5 4, exp. 1 4.3 365 2.0 4, exp. 2 5.8 437 2.2 4, exp 3 4.3 353 2.0 4, exp. 4 6.5 503 2.2 4, exp. 5 5.7 489 2.0 4, exp. 6 5.0 440 1.9 4, exp. 7 4.6 414 1.9 4, exp. 8 3.7 375 1.7 4, exp. 9 4.0 366 1.8 4, exp. 10 4.5 357 2.1 4, exp. 1 1 • 4.9 407 2.0 4, exp.12 4.6 404 1.9 4, exp.13 5.6 442 2.1 4, exp.14 4.9 420 2.0 4, exp 15 5.7 419 2.3 4, exp 16 5.6 409 2.3 4, exp.17 5.6 435 2.2 4, exp.18 4.6 391 2.0 4, exp 19 7.1 536 2.2 4, exp.20 2.7 721 0.6 4, exp 21 5.9 546 1.8 4, exp.22 5.2 407 2.1 4, exp 23 6.4 451 2.4 4, exp 24 5.6 427 2.2 4, exp.25 5.7 417 2.3 4, exp.26 5.3 392 2.3 5 10.7 771 2.3 El área de la superficie interna se determinó por medio de la adsorción de nitrógeno de acuerdo con el método de Brunauer, Emmett y Teller (BET. Ya que el método BET puede conducir a resultados diferentes dependiendo de los parámetros de medición, el área de superficie se debe determina mediante un método fijo. Todas las áreas de superficie BET establecidas en la presente invención se determinaron como sigue. Las medidas BET se determinaron mediante el dispositivo de medición BET, ASAP 2010 de Micromeritics por la técnica de medición de punto múltiple BÉT de DIN 66131. La cantidad de muestra usada fue de aproximadamente 0.2 g de aerogel. Para la preparación de la muestra, los aerogeles se volatizaron al vacío (10~2 hasta 10~3 mbar) a 110°C al menos por 17 horas. Se hizo la medición a 77° kelvin, la temperatura del nitrógeno líquido. El área de superficie especifica se determinó a partir de 5 puntos de medición dentro de un rango de presión relativa (P/Po) desde 0.05 hasta 0.25 de adsorción isotérmica* El espacio requerido para las moléculas de N2 se asumió como 0.162 nm2' Los puntos de medición se registraron a presiones relativas de 0.05; 0.1; 0.15; 0.2 y 0.25 cuando las variaciones de presión de la presión de equilibrio no eran superiores a +/- 2%. El método de medición usado para determinar el área inicial de superficie de acuerdo con BET da un error máximo de 5% para una muestra normal material de referencia certificado, óxido de aluminio del tipo 150, CRM, BAM-PM-104, Bundesanstalt für Materialforschung und Prüfung [Federal Institute of Materials Research and Testing, Berlín] . El resultado encontrado es un grado mucho mayor de cobertura, en un rango que vidrio de agua desde 2.6 hasta 3.3 TMS por unidad nm2, para aerogeles producidos de acuerdo con la invención (ver cuadro 1) . Los grados de cobertura que se logran de acuerdo con la técnica anterior, están en un rango que vidrio de agua desde 0.6 hasta 2.4.

Los aerogeles de la invención se usan, en particular como materiales para el aislamiento térmico. Otro objetivo de la presente invención era proporcionar un proceso para la producción de liógelas orgánicamente modificados, en que se usan los medios convencionales para modificar la superficie y en donde se puede proporcionar el intercambio de agua por un solvente diferente. Este objetivo se logra, de forma sorprendente, mediante un proceso para producir liógelas orgánicamente modificadas que comprenden: a) introducir un hidrogel como carga inicial y b) sometes el hidrogel obtenido en el paso a) a una modificación de la superficie. El hidrogel obtenido en el paso a) , preferiblemente se somete a una sililación de superficie. El secado de los geles, como se describió anteriormente para la producción de aerogeles, se omite para la preparación de los liógelas correspondientes. Los liógelas preparador tienen las mismas características en términos de su superficie interna, la capacidad hidrofóbica y el grado de cobertura como los aerogeles secos. Hay alguna diferencia con respecto al medio que está presente en los poros. El medio que está presente en los poros después de la modificación de la superficie por sililación se puede intercambiar por cualquier otro medio. Se prefiere un medio hidrofílico como etanol y agua, por ejemplo. El agua es lo más preferido. En el caso del agua, esto se puede llevar a cabo como sigue. Algún o todos los medios originales en los poros se intercambian por agua directamente, si el medio es miscible con agua o, si no es miscible o de baja miscibilidad con agua, luego con la ayuda de un solvente como alcohol, por ejemplo, por supuesto, esto también es posible con liógelas cuya superficie se ha modificado de otra forma. Se prefiere que la concentración del agua en los poros de los liógelas sea de entre 50 y 100% por peso, preferible desde 50 hasta 80% por peso. Por ejemplo, los geles resultantes son hidrofóbicos, con contenido de agua; para una gran variedad de aplicaciones. El proceso de acuerdo con la invención para la producción de aerogeles se describe en más detalle a continuación, haciendo referencia a los ejemplos de trabajo sin que se considere una restricción. Ejemplo 1 A 424 g una solución de HCl con 7.5% de concentración, fría a 10°C, se agrega, gota a gota 712 g de una solución de vidrio de agua de sodio (que contiene 13% por peso de Si02 y Na20:Si02 a un promedio de 1:3.3), igualmente frío a 10°C. Se estableció el OH a. 4.7. El hidrogel que se forma después de unos segundos se envejece a 85°C por 30 minutos. Luego se lava con 3 litros de agua caliente. a) 100 g de hidrogel se acidifican ligeramente con una pequeña cantidad de HCl acuoso (aproximadamente 5% de concentración por peso HCl en agua de hidrogel) , y se agregan 200 g de hexametildisiloxano y 50 g de etanol como solubilizador . Después de que la muestra se agita a temperatura ambiente por 5 horas, se separan 30 ml de la fase acuosa. Después de transcurridas otras 24 horas de agitación a temperatura ambiente se separan otros 10 ml de fase acuosa. Después de agregar otros 20 ml de etanol como solubilizador y se agita por 3 días a temperatura ambiente, se separan otros 45 ml de fase acuosa. Luego, los geles se secan en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.14 g/cm3. El área de superficie específica de BET es de 665 m2/g. El valor ? es de 0.016 W/mK. b) se acidifican ligeramente 100 g de hidrogel con una pequeña cantidad de HCl acuoso (aproximadamente 2% de concentración por peso de HCl en el agua de hidrogel) y se agregó 200 g de hexametildisiloxano (HMDSO) . Después de 10 días a temperatura ambiente, se forma una fase acuosa debajo de la fase HMDSO. Luego, el gel se seca en un chorro de nitrógeno c'aliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.13 h/cm3. El área de superficie específica BET es e 680 m2/g. El valor ? es de 0.015 W/mK. Ejemplo 2 Se pasan (aproximadamente 70 ml/min) 2 litros de una solución de vidrio de agua de sodio (SiO? con un contenido de 6% por peso y Na2?:SiOi con un promedio de 1:3.3) a través de una columna de cristal revestida (longitud = 100 cm, diámetro = 8 cm) que se empaca con 4 litros de una resina intercambiadora de iones acídicos (copolímero de estireno-divinilbenceno con grupos de ácido suifónico, comercialmente disponibles bajo el nombre de Duolite C 20®) . La columna se opera a una temperatura de aproximadamente 7°C. La solución de sílice que se coloca en el extremo inferior de la columna tiene un pH de 2.3. Esta solución se lleva hasta que tenga un pH de 4.7 para la policondensación con un solución NaOh de 1.0 molar y luego se envejece a 85°C por 3 horas, a) se lavan 150 g de hidrogel con HCl acuoso concentrado hasta que en agua en los poros de gel tiene una concentración de HCl de 10% por peso. Para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) hasta que hierve, en un matraz y se pasa por un gel húmedo (150 g) que se calienta a 80°C, por 30 minutos con la ayuda de un chorro de nitrógeno caliente (50 1/h, 100°C) . Luego, los geles se secan en uh chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.12 g/cm3. El área de superficie específica de BET es de 677 m2/g. El valor ? es de 0.016 W/mK. b) se lavan 150 g de hidrogel con HCl acuoso concentrado hasta que en agua en los poros de gel tiene una concentración de HCl de 10% por peso. Para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) hasta que hierve, en un matraz y se pasa por un gel húmedo (150 g) que se calienta a 80°C, por 30 minutos. Luego, los geles se secan en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.14 g/cm3. El área de superficie específica de BET es de 654 m2/g. El valor ? es de 0.015 W/mK. c) se lavan 150 g de hidrogel con HCl acuoso concentrado hasta que en agua en los poros de gel tiene una concentración de HCl de 15%. por peso. Para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) hasta que hierve, en un matraz y se pasa por un gel húmedo (150 g) que se calienta a 80°C, por 30 minutos. Luego, los geles se secan en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.11 g/cm3. El área de superficie específica de BET es de 689 m2/g. El valor ? es de 0.013 W/mK. d) se lavan 150 g de hidrogel con ácido acético concentrado" hasta que en agua en los poros de gel tiene una concentración de ácido acético de aproximadamente 15% por peso. Para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) hasta que hierve, en un matraz y se pasa por un gel húmedo (150 g) que se calienta a 80°C, por 30 minutos. Luego, el gel se secan en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.14 g/cm3. El área de superficie específica de BET es de 644 m2/g. El valor ? es de 0.015 W/mK. e) para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) y 100 ml de una solución de HCl concentrada hasta ebullición en un matraz y se pasan por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C con la ayuda de un chorro de nitrógeno caliente (50 1/h, 100°C) , por aproximadamente 30 minutos. Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.13 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 680 m2/g. El valor ? es de 0.0015 W/mK. f) para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) y 100 ml de una solución de HCl concentrada hasta ebullición en un matraz y se pasan por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C. Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.12 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 670 itr/g. El valor ? es de 0.0013 W/mK. g) para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) y 10 ml de una solución de HCl concentrada hasta ebullición, en un matraz y se pasan por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C con la ayuda de un chorro de nitrógeno caliente (50 1/h, 100°C) , por aproximadamente 30 minutos. Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.16 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 625 m2/g. El valor ? es de 0.0015 W/mK. h) para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) y 10 ml de una solución de HCl concentrada hasta ebullición, en un matraz y se pasan por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C. Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.135 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 672 m2/g. El valor ? es de 0.0013 W/mK. i) para la sililación, se calienta 1 litro de trimetilclorosiloxano (TMCS) hasta ebullición en un matraz y se pasan por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C con la ayuda de un chorro de nitrógeno caliente (50 1/h, 100°C) , or aproximadamente 30 minutos. Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.11 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 685 m:/g. El valor ? es de 0.0013 W/mK. j) para la sililación, se calienta 1 litro de triraetilclorosiloxano (TMCS) hasta ebullición en un matraz y se pasan por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C. Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.115 g/cmJ. El área de superficie específica BET es de 615 m2/g'. El valor ? es de 0.0013 W/mK. k) para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) y 100 ml de ácido acético concentrado hasta ebullición en un matraz y se pasan por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C con la ayuda de un chorro de nitrógeno caliente (50 1/h, 100°C) , por aproximadamente 30 minutos. Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.15 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 635 m2/g. El valor ? es de 0.0014 W/mK. 1) para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) y 100 ml de ácido acético concentrado hasta ebullición en un matraz y la mezcla de gas que se forma se pasa por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C. Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.135 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 673 m~/g. El valor ? es de 0.0013 W/mK. m) para la sililación, se calienta 1 litro de trimetilsiloxano (Me3SiOH) y 100 ml de una solución de HCl concentrada hasta ebullición en un matraz y la mezcla de gas que se forma se pasa por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C con la ayuda de un chorro de nitrógeno caliente (50 1/h, 100°C) , durante 30 minutos aproximadamente. Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.13 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 645 m2/g. El valor ? es de 0.0015 W/mK. n) a 424 g de una solución de HCL a 7.5% de concentración, la cual se enfrió hasta los 10°C, se agrega, gota a gota 712 g de una solución de vidrio de agua de sodio (que contiene 13% por peso de SiO? y con un Na20:Si02 de promedio 1:3.3), que igualmente se enfrió hasta los 10°C. Se estableció el pH en 4.7. El hidrogel que se forma después de varios segundos se envejece a 85°C por 30 minutos. Luego, se lava con 3 litros de agua caliente. Para la sililación, se calienta 1 litro de hexametildisiloxano (HMDSO) y 100 ml de HCl concentrado hasta ebullición en un matraz y se pasa por gel húmedo (150 ml) que se calienta a 80°C, durante 30 minutos con la ayuda de un chorro de nitrógeno caliente (50 1/h, 100°C) . Luego el gel se seca en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. Resultado: Experimento 1 Densidad [kg/m3] 124 Contenido C [% por peso] 12.4 Área de superficie BET [mVg) ] 684 Conductividad térmica [mW/mK] 14 Ejemplo 3 A 424 g de una solución de HCL a 7.5 de concentración, la cual se enfrió hasta los 10°C, se agrega, gota a gota 712 g de una solución de vidrio de agua de sodio (que contiene 13% por peso de Si02 y con un Na20:Si02 de promedio 1:3.3), que igualmente se enfrió hasta los 10°C. Se estableció el pH en 4.7. El hidrogel que se forma después de varios segundos se envejece a 85°C por 30 minutos. Luego, se lava con 3 litros de agua caliente. a) se lavó 100 g de hidrogel con HCl acuoso concentrado hasta que el agua en los poros era de 10% de concentración por peso de HCl. Para la sililación, se agregó 250 g de hexametildisiloxano al hidrogel y la mezcla se calentó a '80°C por 4 horas. Durante el calentamiento, se formó una fase acuosa de aproximadamente 90 g debajo de la fase HMDSO. El gel hidrofóbico se retira de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.12 g/cm3. El área de superficie específica de BET es de 676 m2/g. El valor ? es de 0.013 W/mK. b) se lavó 100 g de hidrogel con HCl acuoso concentrado hasta que el agua en los poros era de 15% de concentración por peso de HCl. Para la sililación, se agregó 250 g de hexametildisiloxano al hidrogel y la mezcla se calentó a 80°C por 2 horas. Durante el calentamiento, se formó una fase acuosa de aproximadamente 100 g debajo de la fase HMDSO. El gel hidrofóbico se retira de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.11 g/cm3. El área de superficie específica de BET es de 678' m2/g. El valor ? es de 0.013 W/mK. c) se lavó 100 g de hidrogel con HCl acuoso concentrado hasta que el agua en los poros era de 20% de concentración por peso de HCl. Para la sililación, se agregó 250 g de hexametildisiloxano al hidrogel y la mezcla se calentó a 80sC por 1.5 horas. Durante el calentamiento, se formó una fase acuosa de aproximadamente 100 g debajo de la fase HMDSO. El gel hidrofóbico se retira de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.12 g/cm3. Resultado: Experimento 1 Densidad [kg/m3] 126 Contenido C [% por peso] 11.7 rea de superficie BET [m2/g) ] 683 Conductividad térmica [mW/mK] 13.5 d) se lavó 100 g de hidrogel con HCl acuoso concentrado hasta que el agua en los poros era de 20% 'de concentración por peso de HCl. Para la sililación, se agregó 250 g de hexametildisiloxano al hidrogel y la mezcla se calentó a 60°C por 3 horas. Durante el calentamiento, se formó una fase acuosa de aproximadamente 80 g debajo de la fase HMDSO. El gel hidrofóbico se retira de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.13 g/cm3. El área de superficie específica de BET es de 645 m2/g. El valor ? es de 0.012 W/mK. Ejemplo 4 Se pasan (aproximadamente 70 ml/min) 2 litros de una solución de vidrio de agua de sodio (SiO¿ con un contenido de 6% por peso y Na20:SiO con un promedio de 1:3.3) a través de una columna de cristal revestida (longitud = 100 cm, diámetro = 8 cm) que se empaca con 4 litros de una resina intercambiadora de iones acídicos (copolímero de estireno-divinilbenceno con grupos de ácido suifónico, comercialmente disponibles bajo el nombre de Duolite C 20®) . La columna se opera a una temperatura de aproximadamente 7°C. La solución de sílice que se coloca en el extremo inferior de la columna tiene un pH de 2.3. Esta solución se lleva hasta que tenga un pH de 4.7 para la policondensación con un solución NaOH de 1.0 molar y luego se envejece a 85°C por 3 horas. a) para la sililación, se agrega 105 g de trimetilclorosilano (140 ml) a 100 g de hidrogel. Con la evolución vigorosa del gas (HCl) se forma una fase acuosa (120 ml de HCl concentrado) debajo de la fase HMDSO. Después de 15 minutos se retira el gel hidrofóbico de la fase HMDSO (106 ml de HMDSO) y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora.

El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.10 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 676 m2/g. El valor ? es de 0.011 W/mK. b) para la sililación, se suspenden 100 g de hidrogel en 100 ml de hexametildisiloxano y la suspensión se calienta con 31.5 g de trimetildisiloxano (42 ml) por 30 minutos bajo reflujo. Con la evolución del gas (HCl) se forma una fase acuosa luego de transcurrido 20 minutos, debajo de la fase HMDSO. El gel hidrofóbico se remueve de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.13 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 680 m2/g. El valor ? es de 0.013 W/mK. c) para la sililación, se suspenden 100 g de hidrogel en.100 ml de hexametildisiloxano (HMDSO) y se agregan 52.5 g de trimetilclorosilano (70 ml) . Con la evolución del gas (HCl) se forma una fase acuosa debajo de la fase HMDSO. después 25 minutos, el gel hidrofóbico se remueve de la fase HMDSO (153 ml de HMDSO) y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.12 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 666 m2/g. El valor ? es de 0.013 W/mK. d) para la sililación, se suspenden 100 g de hidrogel en 100 ml de hexametildisiloxano (HMDSO) y se agregan 105 g de trimetilclorosilano (140 ml) . Con la evolución del gas (HCl) se forma una fase acuosa (120 ml de HCl concentrado) debajo de la fase HMDSO. Después 15 minutos, el gel hidrofóbico* se remueve de la fase HMDSO (206 ml de HMDSO) y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.10 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 676 m/g. El valor ? es de 0.011 W/mK. e) para la sililación, se suspenden 100 g de hidrogel en 100 ml de hexametildisiloxano (HMDSO) y se agregan 1050 g de trimetilclorosilano (10 mol) . Con la evolución del gas (HCl) el gel se vuelve hidrofóbico. Después 10 minutos, el gel hidrofóbico se remueve de la fase HMDSO (4.5 mol de HMDSO) y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel transparente resultante tiene una densidad de 0.10 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 676 m2/g. El valor ? es de 0.011 W/mK. f) se lava el hidrogel con una solución acuosa concentrada de HCl hasta que el agua en los poros del gel es 10% de concentración de solución HCl. Para la sililación, se suspenden 100 g de este hidrogel en 100 ml de hexametildisiloxano y se agregan 31.5 g de trimetilclorosilano (42 ml) . Con la evolución del gas (HCl) se forma una fase después de transcurrida una hora, debajo de la fase HMDSO. El gel hidrofóbico se remueve de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora.

Resultado: Experimento 1 Densidad [kg/m°] 101 Contenido C [% por peso] 11.5 Área de superficie BET [irr/g) ] 730 Conductividad térmica [mW/ K] 13 Ejemplo 5 A 424 g una solución de HCl con 7.5% de concentración, fría a 10°C, se agrega, gota a gota 712 g de una solución de vidrio de agua de sodio (que contiene 13% por peso de Si02 y Na20:Si02 a un promedio de 1:3.3), igualmente frío a 10°C. El pH se estabilizó en 4.7. El hidrogel que se forma después de unos segundos se envejece a 85°C por 30 minutos. Luego se lava con 3 litros de agua caliente. a) El hidrogel se lavó con una solución de HCl concentrada acuosa, hasta que el agua en los poros del gel tienen un 15% de concentración de la solución HCl. Para la sililación, se suspenden 100 g de hidrogel en 100 ml de hexametildisiloxano y la suspensión se calienta con 31.5 g de trimetildisiloxano (42 ml) . Con la evolución del gas (HCl) se forma una fase acuosa, debajo de la fase HMDSO. El gel hidrofóbico se remueve de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora.

Resultado: Exp 1 Exp 2 Exp 3 Densidad [kg/m3] 132 122 118 Contenido C [% por peso] 12.0 11.7 11.6 Área de superficie BET [nr/g) ] 732 683 701 Conductividad térmica [mW/mK] 13 — — b) Para la sililación, se suspenden 100 g de hidrogel en 100 ml de hexametildisiloxano (HDMSO) y la suspensión se calienta con 105 g de trimetildisiloxano (140 ml) . Con la evolución del gas (HCl) se forma una fase acuosa (120 ml de HCl concentrado) , debajo de la fase HMDSO. Después de 15 minutos, el gel hidrofóbico se remueve de la fase HMDSO (206 ml de HMDSO) y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora.

Resultado: Experimento 1 Densidad [kg/m3] 152 Contenido C [1 por peso] 12.0 Área de superficie BET [m:/g) ] 732 Conductividad térmica [mW/mK] 14 Ejemplo 6 Se pasan (aproximadamente 70 ml/min) 2 litros de una solución de vidrio de agua de sodio (Si02 con un contenido de 6% por peso y Na20:Si02 con un promedio de 1:3.3) a través de una columna de cristal revestida (longitud = 100 cm, diámetro = 8 cm) que se empaca con 4 litros de una resina intercambiadora de iones acídicos (copolímero de estireno-divinilbenceno con grupos de ácido suifónico, comercialmente disponibles bajo el nombre de Duolite C 20®) . La columna se opera a una temperatura de aproximadamente 7°C. La solución de sílice que se coloca en el extremo inferior de la columna tiene un pH de 2.3. Esta solución se lleva hasta que tenga un pH de 4.7 para la policondensación con un solución NaOh de 1.0 molar y luego se envejece a 85°C por 3 horas, a) El gas de HCl pasa a través de 100 g de hidrogel hasta que se establece una concentración uniforme de aproximadamente 15% por peso de una solución acuosa de HCl en el gel (aproximadamente 5 minutos) . Debido al calor de disolución el gel se calienta tanto que parte del agua se evapora y el gel reduce su tamaño en aproximadamente 10 hasta 20% por volumen. Luego, el hidrogel se seca en la superficie externa. Para la sililación, se agrega 255 g de hexametildisiloxano al hidrogel y la mezcla se calienta a 80°C por 2 horas, durante el calentamiento, se forma la fase acuosa de aproximadamente 100 g debajo de la fase HMDSO. El gel hidrofóbico se retira de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tiene una densidad de 0.12 g/cnr'. El área de superficie BET es de 666 m2/g. El valor ? es de 0.014 W/mK. b) El gas de HCl pasa a través de 100 g de hidrogel hasta que se establece una concentración uniforme de aproximadamente 15% por peso de una solución acuosa de HCl en el gel (aproximadamente 5 minutos) . Debido al calor de disolución el gel se calienta tanto que parte del agua se evapora y el gel reduce su tamaño en aproximadamente 10 hasta 20% por volumen. Luego, el hidrogel se seca en la superficie externa. Para la sililación, el hidrogel se suspende en 100 ml de hexametildisiloxano y se agrega 31.5 g de trimetilclorosilano (42 ml) . Una fase acuosa que contiene HCl se forma en el transcurso de una hora debajo de la fase HMDSO. El gel hidrofóbico se retira de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante transparente tiene una densidad de 0.12 g/cm3. El área de superficie BET es de 656 m/g. El valor ? es de 0.013 W/mK.

Ejemplo 7: A 424 g una solución de HCl con 7.5% de concentración, fría a 10°C, se agrega, gota a gota 712 g de una solución de vidrio de agua de sodio (que contiene 13% por peso de SiO? y Na20:Si02 a un promedio de 1:3.3), igualmente frío a 10°C. El pH se estabilizó en 4.7. El hidrogel que se forma después de unos segundos se envejece a 85°C por 30 minutos. Luego se lava con 3 litros de agua caliente. a) 300 ml de solución de HCl acuosa, concentrada se pasan, lentamente, a través de 150 g de NaCl que contienen hidrogel. Después de que se drena la solución, el hidrogel acidificado se suspende en 100 g de HMDSO para la sililación y se agrega 40 g de TMCS. Después de 30 minutos, se remueve el gel hidrofóbico de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora.

Resultado: Exp 1 Exp 2 Exp 3 Densidad [kg/m3] 110 122 130 Contenido C [% por peso] 10.4 9.4 8.9 Área de superficie BET [m2/g) ] 614 560 568 Conductividad térmica [mW/mK] 7.1 6.9 6.9 b) 300 ml de solución de HCl acuosa, semi-concentrada se pasan, lentamente, a través de 150 g de NaCl que contienen hidrogel. Después de que se drena la solución, el hidrogel acidificado se suspende en 100 g de HMDSO para la sililación y se agrega 40 g de TMCS. Después de 60 minutos, se remueve el gel hidrofóbico de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. Resultado: Experimento 1 Densidad [kg/m3] 119 Contenido C [% por peso] 9.3 Área de superficie BET [m2/g) ] 587 Conductividad térmica [mW/raK] 4.3 c) 1 litro de solución de HCl acuosa, concentrada se pasan, lentamente, a través de 150 g de NaCl que contienen hidrogel. Después de que se drena la solución, el hidrogel acidificado se suspende en 10Ó g de HMDSO para la sililación y se agrega 40 g de TMCS. Después de 30 minutos, se remueve el gel hidrofóbico de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. Resultado: Experimento 1 Densidad [kg/m3] 114 Contenido C [% por peso] 9.0 Área de superficie BET [m2/g) ] 558 Conductividad térmica [mW/mK] 6.4 d) se pasa gas de HCl a través de 100 g de NaCl que contiene un hidrogel hasta que se establece una concentración uniforme de aproximadamente 15% por peso de la solución acuosa de HCl (aproximadamente 5 minutos) . Debido al calor de disolución, el gel se calienta tanto que parte del agua se evapora y el gel reduce su tamaño en aproximadamente 10 hasta 20% por volumen. Luego, el hidrogel se seca en la superficie externa. Experimentos 1 , 2 , 3 y 4 Para la sililación, el hidrogel se suspende en 100 ml de hexametildisiloxano y se agrega 31.5 g de trimetilclorosilano .

Experimento 5 Para la sililación, el hidrogel se suspende en 100 ml de hexametildisiloxano y se agrega 120 g (1.1 mol) de trimetilclorosilano . Experimentos 6 y 7 : Para la sililación, el hidrogel se suspende en 100 ml de hexametildisiloxano y se agrega 140 g (1.4 mol) de trimetilclorosilano . Experimento 8 : Para la sililación, se agrega 250 h de hexametildisiloxano al hidrogel y la mezcla se calienta a 80°C por 2 horas. Resultados : Exp 1 Exp 2 Exp 3 Exp 4 Exp 5 Exp 6 Exp 7 Exp 8 Densidad [kg/m3] 125 150 144 144 140 130 130 140 Contenido C [% por peso] 9.2 7.1 6.9 7.8 6.8 7.3 7.0 9.6 Área de superficie BET [m2/g)] 549 422 431 431 425 431 405 570 Conductividad térmica [mW/mK] 8.4 18.0 11.4 12.8 18.6 16.3 20.1 5.6 En todos los experimentos , se removió el gel hidrofóbico de la fase HMDSO después de que transcurrieron 30 minutos y luego se secó . El secado se llevó a cabo en un chorro de nitrógeno caliente ( 1500 1/h, 200 ° C) por una hora .

Ejemplo 8 A 641 (35.6 mol) de agua fría a una temperatura de 7°C se agregó lentamente, gota a gota, 135 g (0.8 mol, 91.2 ml) de tetraclorur'o de silicio (SiCl4) (enfriado a 7°C) . EL gel húmedo que se forma, y que al hacerlo libera calor, tiene una concentración Si02 de 6.1% por peso. El gel se envejece por 30 minutos en los Experimentos 1, 2 y 3, y en el Experimento 4 se envejece por 2 horas, a una temperatura desde 4 hasta 50°C. Para la sililación, 100 g de hidrogel se suspenden el 100 ml de hexametildisiloxano (HMDSO) y se agrega 52.5 (0.5 mol, 70 ml) de trimetilclorosilano. En pocos minutos, se forma la fase acuosa debajo de la fase HMDSO. Después de 30 minutos, se retira el gel húmedo HMDSO hidrofóbico de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. Resultado: Exp 1 Exp 2 Exp 3 Exp 4 Densidad [kg/m3] 152 130 288 152 Contenido C [% por peso] 11.7 11.0 11.7 11.0 Área de superficie BET [m2/g)] 684 606 695 630 Conductividad térmica [mW/mK] 13.2 Ejemplo 9: a) A 424 g una solución de HCl con 7.5% de concentración, fría a 10°C, se agrega, gota a gota 712 g de una solución de vidrio de agua de sodio (que contiene 13% por peso de Si02 y Na20:Si02 a un promedio de 1:3.3), igualmente frío a 10°C. El pH se estabilizó en 4.7. El hidrogel que se forma después de unos segundos se envejece a 85°C por 30 minutos y luego se lava con 3 litros de agua caliente. Se suspenden 100 g de hidrogel en 140 ml de hexametildisiloxano (HDMSO) y el chorro de gas de HCl (aproximadamente 40 g) se pasa a través de esta suspensión por 30 minutos. Durante este tratamiento, la temperatura de la suspensión sube hasta 82°C. Al mismo tiempo, se separan 120 g de una fase acuosa que contiene HCl. El gel hidrofóbico se remueve de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente 1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tienen una densidad de 0.124 g/cm3. El área de superficie específica BET es de 673 m2/g. El contenido es de 12.0% por peso. b) A 424 g una solución de HCl con 7.5% de concentración, fría a 10°C, se agrega, gota a gota 712 g de una solución de vidrio de agua de sodio (que contiene 13% por peso de Si02 y Na20:Si02 a un promedio de 1:3.3), igualmente frío a 10°C. El pH se estabilizó en 4.7. El hidrogel que se forma después de unos segundos se envejece a 85°C por 30 minutos y luego se lava con 3 litros de agua caliente. Se suspenden 100 g de hidrogel que contiene NaCl- (4.3 g de NaCl en 100 g de hidrogel) en 150 ml de hexametildisiloxano (HDMSO) y el chorro de gas de HCl (aproximadamente 46 g) se pasa a través de esta suspensión por 45 minutos. Durante este tratamiento, la temperatura de la suspensión sube hasta 75°C. Al mismo tiempo, se separan 120 g de una fase acuosa que contiene HCl. El gel hidrofóbico se remueve de la fase HMDSO y se seca. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. El aerogel resultante tienen una densidad de 0.124 g/cmJ. El área de superficie específica BET es de 488 m2/g. El contenido es de 9.5% por peso. La concentración de NaCl es de 6.4% por peso en base al peso del aerogel. Ejemplos comparativos: (de acuerdo con US-A-3, 015, 645 ó GB-A-682, 574) Se diluye 70 g de HCl (25% por peso) con 180 g de agua, se enfría hasta una temperatura de 8°C y se introduce como carga inicial. La solución de vidrio de agua (211.8 g de 33.33% por peso de solución de vidrio de agua con Na20:Si02 con promedio de 1:3.3 diluido con 38.2 g de H20) se agrega lentamente a la solución de HCl con un agitación vigorosa. A un pH para la mezcla de geles de 6.9. Después de envejecer el gel a temperatura ambiente por 30 minutos, este se tritura y se lava con agua caliente hasta que se libera de los iones de cloro (0.15% de iones de cloro en el gel por peso) . Subsecuentemente, se lleva a cabo el intercambio del solvente por acetona' hasta que el contenido de agua en el gel es de <1% por peso. Luego, la acetona se cambia por tetracloruro de carbono. Se suspenden 327 g de gel en tetracloruro de carbono y se agregan 262 g de trimetilclorosilano (TMCS) para la sililación. Después de que hierve bajo reflujo por 2 horas, el gel sililado se lava para quitar el exceso de TMSC con tetracloruro de carbono y se seca. El secado se lleva a cabo en chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora . Resultado: Densidad [kg/m3] 167 Contenido C [% por peso] 5.9 Área de superficie BET [m2/g] 416 Ejemplo comparativo 2: (de acuerdo con EP-A-0 658 513) Se pasan (aproximadamente 70 ml/min) 2 litros de una solución de vidrio de agua de sodio (Si02 con un contenido de 6% por peso y Na20:Si02 con un promedio de 1:3.3) a través de una columna de cristal revestida (longitud = 100 cm, diámetro = 8 cm) que se empaca con 4 litros de una resina intercambiadora de iones acídicos (copolímero de estireno-divinilbenceno con grupos de ácido suifónico, comercialmente disponibles bajo el nombre de Duolite C 20®) . La columna se opera a una temperatura de aproximadamente 7°C. La solución de sílice que se coloca en él extremo inferior de la columna tiene un pH de 2.3. Esta solución se lleva hasta que tenga un pH de 4.7 para la policondensación con un solución NaOh de 1.0 molar y luego se envejece a 85°C por 3 horas. Se lavó el gel húmedo con etanol hasta que toda el agua se cambia por etanol. Luego, se lava con n-heptano hasta que todo el etanol se cambia por n-heptano. Para la sililación, se agrega 10% por peso de trimetilclorosilano a 100 g de gel húmedo en n-heptano a 50°C por 12 horas. Luego, el gel se lavó hasta que se liberara del exceso de TMCS con n-heptano y se secó. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. Resultado: Experimento 1 Experimento 2 Densidad [kg/m3] 167 150 15 Contenido C [% por peso] 5.9 8.5 Área de superficie BET [m2/g] 416 602 flt Ejemplo comparativo 3: (de acuerdo con DE-A-195 41 715) 20 Se agrega, gota a gota, 707 g de solución de vidrio de agua de sodio (que contiene 17% por peso de Si02 y con un Na20:Si02 promedio de 1:3.3),, que se ha enfriado a una temperatura de 7°C con un enfriamiento continuo hasta 0°C, a 236 g de H2S04 al 25% de concentración que se enfrió a 0°C.

Durante esta adición se determinó el pH en 1.6. El Na2SO4*10H_O que se precipita, se separa del sol de sílice a 0°C con la ayuda de un filtro de succión y sol sílice se diluye con 280 ml de agua. Al so de sílice resultante se agrega, a una temperatura de 5°C y con agitación, 26 ml de solución de ÍN NaOH, con el objetivo de establecer un pH de 4.7. Luego el hidrogel resultante se envejece a una temperatura 85°C por 2.5 horas y se lavó con 2 litros de agua caliente y se extrajo el agua con acetona hasta que el contenido de agua en el gel es inferior a 2% por peso. Experimentos 1,2 y 3 : El gel que contiene acetona de silación a una temperatura de 50°C por 3 horas con 5% por peso de trimetilclorosilano (TMCS) y se lavó con 2 litros de acetona. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora. Experimentos 4 , 5 y 6 : El gel que contiene acetona sililata a una temperatura de 50°C por 3 horas con 5% por peso de trimetilclorosilano (TMCS) y se lavó con 2 litros de acetona. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora.

Resultado: Exp 1 Exp 2 Exp 3 Exp 4 Exp 5 Exp 6 Densidad [kg/mJ] 224 215 198 204 129 120 Contenido C [% por peso] 6.9 3.9 4.0 4.9 7.0 5.8 Área de superficie BET [m2/g)] 719 374 375 442 615 653 Ejemplo comparativo 4: (de acuerdo con DE-A-44 04 701 y DE-A-195 06 141) Se pasan (aproximadamente 70 ml/min) 2 litros de una solución de vidrio de agua de sodio (Si02 con un contenido de 6% por peso y Na20:Si02 con un promedio de 1:3.3) a través de una columna de cristal revestida (longitud = 100 cm, diámetro = 8 cm) que se empaca con 4 litros de una resina intercambiadora de iones acídicos (copolímero de estireno-divinilbenceno con grupos de ácido suifónico, comercialmente disponibles bajo el nombre de Duolite C 20®) . La columna se opera a una temperatura de aproximadamente 7°C. La solución de sílice que se coloca en el extremo inferior de la columna tiene un pH de 2.3. Esta solución se lleva hasta que tenga un pH de 4.7 para la policondensación con un solución NaOH de 1.0 molar y luego se envejece a., 85°C por 3 horas. Experimentos 1 al 10 Se extrae el gel húmedo con acetona hasta que el contenido de agua en el gel es inferior a 2% por peso. El contenido de acetona en el geí se sililata con 5% por peso de trimetilclorosilano (TMCS), a 50°C por 5 horas y se lava con 2 litros de acetona. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por hora.

Resultado : Exp 1 Exp 2 Exp 3 Exp 4 Exp 5 Exp 6 Exp 7 Exp 8 Densidad [kg/mJ] 253 203 244 148 155 23 1 306 264 Contenido C [% por peso] 4.3 5.8 4.3 6.5 5.7 5.0 4.6 3 7 Área de superficie BET [mf/g)] 365 437 353 503 489 440 414 375 Experimentos 11 al 20 Se extrae el gel húmedo con acetona hasta que el contenido de agua en el gel es inferior a 2% por peso. El contenido de acetona en el gel se sililata con 10% por peso de trimetilclorosilano (TMCS) , a 50°C por 5 horas y se lava con 2 litros de acetona. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por hora.

Resultado : Experimento 11 12 13 14 15 16 17 18 Densidad [kg/m3] 177 234 156 192 156 182 166 165 Contenido C [% por peso] 4.9 4.6 5.6 4.9 57 5.6 5.6 4.6 Área de superficie BET [m2/g)] 407 404 442 420 419 409 435 391 Experimentos 21 al 26 Se extrae el gel húmedo con isopropanol hasta que el contenido de agua en el gel es inferior a 2% por peso. El contenido de acetona en el gel se sililata con 10% por peso de trimetilclorosilano (TMCS) , a 70°C por 5 horas y se lava con 2 litros de acetona. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por hora.

Resultado : Experimento 21 22 23 24 25 26 Densidad [kg/mJ] 220 214 164 182 247 237 Contenido C [% por peso] 5.9 52 6.4 56 5.7 5.3 Área de superficie BET [m2/g)] 546 407 451 427 417 392 Ejemplo Comparativo 5: (de acuerdo con DE-A-196 31 267) A 424 g una solución de HCl con 7.5% de concentración, fría a 10°C, se agrega, gota a gota 712 g de una solución de vidrio de agua de sodio (que contiene 13% por peso de Si02 y Na20:Si02 a un promedio de 1:3.3), igualmente frío a 10°C. El pH se estabilizó en 4.7. El hidrogel que se forma después de unos segundos se envejece a 85°C por 30 minutos y luego se lava con 3 litros de agua caliente. El gel que contiene acetato se sililata con 5% por peso de trimetilclorosilano (TMCS) a 50°C por 5 horas y se lava con 2 litros de acetona. El secado se lleva a cabo en un chorro de nitrógeno caliente (1500 1/h, 200°C) por una hora.

Resultado Densidad [kg/m0] 126 Contenido C [% por peso] 10.7 Área de superficie BET [m2/g) ] 771 La conductividad térmica se midió usando el método de alambre caliente (ser B.O. Nielsson, G. Rüschenpdhler, J. Groß, J. Fricke. High Temperatures - High Pressures, Vol. 21, 267-274 (1989)) El proceso de la invención para producir geles húmedos se pueden describir con más detalle para elaborar aerogeles en base a los ejemplos de trabajo descritos, sin que se restrinja por esto. La única diferencia es que los ejemplos antes mencionados se omite el secado.

Claims (65)

1. Reivindicaciones 1. El método para la producción de aerogeles modificados orgánicamente, que se caracteriza porque a) se forma un hidrogel a un pH >3; b) el hidrogel formado en el paso (a) , opcionalmente después de los pasos de tratamiento intermedio, se somete a la modificación de superficie mezclando el hidrogel con un agente hidrofóbico para formar un gel de superficie modificada; y c) el gel de superficie modificada que se obtiene en el paso (b) , opcionalmente después del paso de tratamiento adicional, se seca.
2. 2. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 1, en que se caracteriza porque el hidrogel que se forma en el paso (a) con un pH entre 3 y pH 8.
3. 3. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque el hidrogel se forma en el paso (a) al reducir el pH de la solución de vidrio de agua acuosa.
4. 4. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 2, se caracteriza porque el pH de una solución de vidrio de agua acuosa se reduce en el paso (a) hasta un pH con un valor menor a 3.
5. 5. El. método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 4, que se caracteriza porque el hidrogel se forma en el paso (a) reduciendo el pH de una solución de vidrio de agua acuosa agregando ácido a un pH > 8, y luego se establece este pH entre 3 y 8.
6. 6. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, se caracteriza porque el hidrogel se forma en el paso (a) agregando un ácido a una solución de vidrio de agua acuosa y sin que se agregue una base en el paso (a) .
7. 7. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque en el paso (a) y (b) se lleva • a cabo como un proceso semicontinuo .
8. 8. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracteriza en que los pasos (a) y (b) se lleva a cabo como un proceso continuo.
9. 9. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados, de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, que se caracteriza porque el chorro continuo o semicontinuo de ácido se mezcla con un chorro continuo o semicontinuo de una solución de vidrio de agua acuosa.
10. 10. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 9 , que se caracteriza porque el chorro de ácido se mezcla con la solución vidrio de agua de sodio a través de una boquilla de mezcla.
11. 11. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 10, en que el paso (b) resultando en un gel hidrófobico en una fase líquida substancialmente inmiscible en agua, cuya fase líquida se separa de una fase acuosas formada por agua a partir de hidrogel.
12. 12. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 11, que se caracteriza porque el agente de hidrofobia comprende al menos TMCS y la fase líquida comprende al menos HMDSO.
13. 13. El método para la producción de aerogeles orgánicamente modificados de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque al menos una porción de HMDSO se recicla subsecuentemente.
14. 14. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en que el hidrogel silicático se introduce como una carga inicial en él paso a) .
15. 15. El proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en que el hidrogel silicático se introduce como una carga inicial en el paso a) que se prepara proporcionando una solución de vidrio de agua acuosa con un pH <3, con la ayuda de una resina intercambiadora de un ion acídico, un ácido mineral o una solución de ácido hidroclórico, policondensando el ácido silícico por la adición de una base, para formar un gel Si02, y si se desea lavar el gel con agua para liberarlo de cualquier electrolito.
16. 16. El proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en que el hidrogel silicatico introducido como una carga inicial en el paso a) se prepara al obtenerlo de una solución de vidrio de agua acuosa con la ayuda, al menos de un ácido orgánicos y/o inorgánico por medio de una etapa de sol de sílice.
17. 17. El proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en que el hidrogel silicatico introducido como una carga inicial en el paso a) se obtiene por hidrólisis y policondensación de tetracloruro de silicio.
18. 18. El proceso de acuerdo con la reivindicación 14 a la 17, en que los aditivos se agregan antes y/o durante la preparación del gel.
19. 19. El proceso de acuerdo con la reivindicación 18, en que los aditivos agregados son opacificadores y/o fibras.
20. 20. El proceso de acuerdo con lo reivindicado al menos en una de las reivindicaciones anteriores en que el hidrogel obtenido en el paso a) se envejece antes de que se modifique la superficie en el paso b) .
21. 21. El proceso de acuerdo al menos con una de las reivindicaciones anteriores, en que el hidrogel obtenido en el paso b) se somete a una sililación de superficie.
22. 22. El proceso de acuerdo con la reivindicación 21, en que el agente de sililación se usa en una forma líquida y/o gas o vapor.
23. 23. El proceso de acuerdo con la reivindicación 21 ó 22, en que el agente de sililación empleado comprende, al menos, un silano de la fórmula ó R14_nSi (OR2) n en donde n = 1 a 4 y en donde R1 y R2, independientemente el uno del otro, son iguales o diferentes y cada uno es un átomo de hidrógeno o un radical noreactivo, orgánico, lineal, ramificado, cíclico, saturado, insaturado, aromático o heteroaromático .
24. 24. El proceso de acuerdo con la reivindicación 23, en que el trimetilclorosilano se emplea como agente de sililación.
25. 25. El proceso de acuerdo con la reivindicación 21 ó 22, en donde el agente de sililación empleado comprende al menos un disiloxano de la fórmula 1 y/o un disilano de la fórmula II * R3Si-N(H) -SÍR3 (ID en donde los radicales R, independientemente uno del otro, son iguales o diferentes y cada uno es un átomo de hidrógeno o un radical noreactivo, orgánico, lineal, ramificado, cíclico, saturado o insaturado, aromático o heteroaromático.
26. 26. El proceso de acuerdo con la reivindicación 25, en que el agente de sililación empleado en el paso b) es un disiloxano simétrico.
27. 27. El proceso de acuerdo con la reivindicación 25 ó 26, en donde el agente de sililación empleado en el paso b) es un disiloxano en que todos los radicales R son iguales.
28. 28. El proceso de acuerdo con lo reivindicado en al menos una de las reivindicaciones 25 a la 27, en donde el agente de sililación empleado es hexametildisiloxano.
29. 29. El proceso de acuerdo con lo reivindicado al menos en una de las reivindicaciones anteriores en que al menos un ácido y/o base se introduce como una carga inicial en el hidrogel antes de la modificación de la superficie.
30. 30. El proceso de acuerdo con la reivindicación 29, en que HCl se usa como ácido.
31. 31. El proceso de acuerdo con lo reivindicado en al menos una de las reivindicaciones anteriores, en que el hidrogel se introduce como una carga inicial en el agente o agentes de sililación, y luego se agrega un ácido o una base.
32. 32. El proceso de acuerdo con la reivindicación 31, en donde HMDSO se usa como un agente de sililación.
33. 33. El proceso de acuerdo con la reivindicación 31 ó 32, en que el ácido hidroclórico se usa como un ácido.
34. 34. El proceso de acuerdo al menos con una de las reivindicaciones anteriores, en que el agente de modificación de superficie se genera poco antes y/o durante la modificación de la superficie, preferiblemente por medio de un ácido.
35. 35. El proceso de acuerdo con lo reivindicado al menos en una de las reivindicaciones anteriores en que la modificación de la superficie se acelera por medio de un catalizador.
36. 36. El proceso de acuerdo con lo reivindicado al menos en una de las reivindicaciones anteriores, en que se usa al menos un gas portador o chorro de gas portador en el paso b) adicional al agente para la modificación de la superficie.
37. 37. El proceso de acuerdo con lo reivindicado al menos en una de las reivindicaciones anteriores, en que parte del agua en los poros del hidrogel reacciona con el agente de modificación de superficie usado para formar un compuesto soluble en agua.
38. 38. El proceso de acuerdo con la reivindicación 37, en que se forma HMDSO.
39. 39. El proceso de acuerdo con los reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que la superficie exterior del hidrogel se seca antes de la modificación de la superficie.
40. 40. El proceso de acuerdo con la reivindicación 37, en que la superficie externa se seca al menos con un gas.
41. 41. El proceso de acuerdo con la reivindicación 39 ó 40, en donde la superficie externa se seca por medio de un gas de HCl .
42. 42. El proceso de acuerdo con la reivindicación 39, en que la superficie externa se seca por medio de un HMDSO.
43. 43. El proceso de acuerdo con lo reivindicado al menos en una de las reivindicaciones anteriores en que el gel de superficie modificada se lava con un solventes prótico o aprótico antes del paso c) .
44. 44. El proceso de acuerdo con lo reivindicado al menos en una de las reivindicaciones anteriores, en donde el gel de superficie modificada se lava con un agente de sililación antes del paso c) .
45. 45. El proceso de acuerdo con lo reivindicado al menos en una de las reivindicaciones anteriores, en que el gel de superficie modificado se somete a un secado subcrítico en el paso c) .
46. 46. El proceso de acuerdo al menos con una de las reivindicaciones 14 ó 15, en que el gel obtenido en el paso a) se hace reaccionar, antes de la sililación, con una solución de un ortosilicato condensable de la fórmula R14_ nSi(OR2)n, preferiblemente un alquil y/o ortosílano de arilo, en donde n = 2 a 4 y Rx y R", independientemente uno del otro son átomos de hidrógeno, radicales lineales o ramificados, alquilo de 1 a 6 átomos de carbono, ciclohexil o fenil, o con una solución de ácido silícico acuoso.
47. 47. El proceso de acuerdo con lo reivindicado en una de las reivindicaciones anteriores en que la modificación de la superficie se lleva a cabo en presencia de aditivos en el hidrogel .
48. 48. El proceso de acuerdo con la reivindicación 47, en que los aditivos que se usan son compuestos iónicos, preferiblemente NaCl.
49. 49. El proceso de acuerdo con la reivindicación 47 ó 48, en que los aditivos usados son opacificadores, preferiblemente opacificadores IR.
50. 50. Un aerogel que está libre de grupos Si-OR.
51. 51. El aerogel con un grado de cobertura de aquella superficie interna con grupos de superficie orgánica que se aplica al modificar la superficie, preferiblemente la sililación de superficie, es , al menos 90% de un valor posiblemente teórico.
52. 52. El aerogel de acuerdo con la reivindicación 51, que tiene un grado de cobertura de al menos 2.6 grupos trimetilsilil por nM2.
53. 53. El aerogel de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 50 a la 52, que comprende aditivos.
54. 54. El aerogel de acuerdo con la reivindicación 53, que comprende compuestos iónicos, preferiblemente NaCl, como aditivos .
55. 55. El aerogel de acuerdo con la reivindicación 53 ó 54, que comprende opacificadores, preferiblemente opacificadores IR, como aditivos.
56. 56. El aerogel de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 53 y 54, que comprende fibras como aditivos.
57. 57. El aerogel de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 53 a la 56, que tiene un área de superficie interna BET menor a 600 itr/g, preferiblemente menos a 500 m/g.
58. 58. El aerogel que tiene una conductividad térmica < 12 mW7mK.
59. 59. El aerogel de acuerdo al menos con una de las reivindicaciones 50 a la 58, que se basa en silicato.
60. 60. El uso de un aerogel de acuerdo al menos con una de las reivindicaciones 50 a la 59, como un material de aislamiento térmica.
61. 61. El proceso para la producción de liógela modificado orgánicamente, que comprende: a) introducir un hidrogel como una carga inicial y b) someter el hidrogel que se obtiene en el paso a) a una modificación de superficie.
62. 62. Un liógela que está libre de grupos Si-OR.
63. 63. El liógela con un grado de cobertura de la superficie interna con grupos de superficie orgánica que se aplica por modificación de la superficie, preferiblemente la sililación de superficie, que es de 90% de valor posible en teoría.
64. 64. El liógela de acuerdo con la reivindicación 62 ó 63, que es un hidrogel.
65. 65. El uso de un liógela de acuerdo al menos con una de las reivindicación 62 a la 64, en la cromatografía, cosmetología y en farmacéutica.