TR2024002668A2 - Modi̇fi̇ye si̇li̇ka jeli̇ bi̇leşi̇mi̇ ve üreti̇mi̇ - Google Patents

Abstract

Bu buluş, bileşenlerden birisinin veya her ikisinin içerisinde toplamda en az iki veya daha fazla modifiye ajan bulunduran iki bileşenli sistemin belirli (hedefe yönelik) oranlarda karıştırıldığı ve silika ağının oluşum hızı ve yapısını etkileyen modifiye ajanlarının vasıtasıyla farklı özellikler kazandırılan silika jelin üretilmesi ile ilgilidir.

Description

TARIRFNAME MODIFIYE SILIKA JELI BILESIMI VE ÜRETIMI Bulus konusu Bu bulus, bilesenlerden birisinin veya her ikisinin içerisinde toplamda en az iki veya daha fazla modifiye ajan bulunduran iki bilesenli sistemin belirli (hedefe yönelik) oranlarda karistirildigi ve silika aginin olusum hizi ve yapisini etkileyen modifiye ajanlarinin vasitasiyla farkli özellikler kazandirilan silika jelin üretilmesi ile ilgilidir. Teknigin bilinen durumu (BET degeri 30 mZ/g ile 60 mZ/g arasinda, pH=3,8-4,8) gliserin ve sudan olusan bir ortamda yüksek kaliteli çelikten yapilmis, sogutmali disperser kullanilarak homojen dagitilmis daha sonra solün pH'si potasyum hidroksit ile bazik yapilmistir. Bu sole amino fonksiyonel siIan ilave edilmistir. Örnek silika jel üretimi için agirlikça yaklasik yüzde 48 Sl02 içerigine sahip pirojenik silika dispersiyonuna SiOz/KzO'in mol orani yaklasik 4.9 olacak sekilde agirlikça yüzde 50 KOH çözeltisi eklenmistir. 75 °C'de bekletilerek sol jellestirilmistir. çöktürülmüs silika partikülleri polidimetilsiloksan gibi aIkiI siloksan varliginda su ve gliserin ortaminda dispersiye edilmistir. Ikinci yöntemde ise agirlikça yüzde 50 Sl02 partikülleri içeren sol su ve gliserin ile seyreItiIdikten sonra polidimetilsiloksan su emülsiyonu buna ilave edilmistir ve buna takiben 50-60 °C sicaklikta ortamdan su vakumlama ile uzaklastirilmistir. Burada polidimetilsiloksanin fonksiyonu köpük önleyici ve ortamdaki gazin vakum islemi sirasinda ortamdan kolayca uzaklastirmak olarak belirtilmistir. Her iki yöntemle üretilen silika dispersiyonlarindan her hangi birisine veya bunlarin kombinasyonuna yüzde 50'IiIik KOH çözeltisi ilave edilerek farkli SiOz/KzO'in mol oranlarina ve gliserin içeriklerine sahip soIIer hazirlanmistir. Daha sonra sol arttirilmis ve daha sonra vakumda bekletilmis ve 20 °C'ye sogutulmustur. Bu kivamIi sivinin uygulama süresinin (pot life) en uzunu 6 saat olarak belirtilmistir. Elde edilen karisim foIye veya silikon kagidi üzerine döküldükten sonra iki cam tabakasi arasina yerlestirilerek isi sisme ("intumescent") tabaka amaçli kullanilmistir. potasyum silikat solüne KOH soIü ilave edilmesiyle veya Sl02 partikül içeren sole gerekli miktarda KOH eklenmesiyle üretilmistir. Elde edilen potasyum silikat solünden su uzaklastirilmasi yapilarak karisimdaki inorganik kati maddenin orani agirlikça 50'ye çikarilmistir. Daha sonra üretilen potasyum silikat solüne poliol (gliserin) ve Sl02 partikül soIü ilave edilmistir. Bu karisimin cam Ievha üzerinde kontrollü jellestirilmesiyle SiOz/KzO moIar orani 3,5 ile 7 olan (tercihen 4.6) ve agirlikça 10'dan daha az gliserin içeren silika jeli elde edilmistir. karistirilmasiyla SiOz/Kzo'in mol oranin en az 4,5 olan ve agirlikça yüzde 15'e kadar gliserin, etiIen glikol ve/veya sorbitol içeren silika jeller elde edilmistir. Etilen glikolde dispersiye edilmis Sl02 partikül kullanimi bulus örneklerinde yer verilmistir. Kullanilan Sl02 partikülleri boyutunun 7 ile 50 nm arasinda oldugu ve bulus kapsaminda kullanilan sulu Sl02 solünün opsiyonel olarak bir katki maddesi içerebilecegi istemlerde belirtilmistir. Bu katki maddesinin ne oldugu ve hangi fonksiyonu yerine getirdigi bulus metninde ve istemlerinde belirtilmemistir. Poliol içeren potasyum silikat ve Sl02 partikül sollerinin karistirilmasiyla elde edilen karisim vakum altinda gaz giderme islemine tabi tutulup iki cam tabaka arasinda doldurulmus ve daha sonra 50-90 °C'de kürlenmistir. ve etanolamin ilave edilmis ve destillemeyle su uzaklastirilarak solün SiOz içerigi arttirilmistir. Daha sonra buna KOH, NaOH ve sodyum aluminat içeren çözelti ilave edilmistir. Elde edilen son karisim isitma-sogutma ve gaz giderme islemleri sonrasinda iki cam levha arasinda doldurulmus ve kürlemeyle silika jel olusturulmustur. Bulusta silika jelinin içerigi karisik alkali silikadan olustugu belirtilmistir. Jeldeki inorganik kismi için SiOz/KzO'nin agirlikça orani 2,5:1 ile 4,0:1 ve SiOz:M20 (metal alkali oksitlerin toplami)'nin miktari agirlikça yüzde 0-10, hidroksillenmis amin/kuarter amonyum bilesigi miktari agirlikça yüzde 0.5-5, toplam polihidrik bilesik (gliserin+ksilitol) miktari agirlikça yüzde 10-20, suda çözünen sodyum alüminat miktari agirlikça yüzde 0,01-0,1 ve su miktari agirlikça yüzde 15-35 olarak tasarlanmistir. Bu bulus ksilitolün fonksiyonuna herhangi bir spesifik iddiada bulunmamistir. Sadece suyun yerine kullanildigindan bahsedilmistir. US8859117BZ'de agirlikça yüzde SiOz partikül içeren sole seyreltik sodyum alüminat sulu çözeltisi veya ticari sodyum tetraborat-sodum hidroksit-su çözeltisi ilave edilerek alüminat veya borat modifiye Sl02 solü elde edilmis ve sonrasinda su uzaklastirilmasiyla silika derisimi baslangiçtaki degere getirilmistir. Agirlikça yüzde 4,5 etilen glikol varliginda metal alkali silikat solünün alüminat veya borat modifiye Sl02 sollerininden en az birinin tepkimesiyle SiOz/KzO molar oranin 4 ile 7 arasinda oldugu seffaf silika jeli üretilmistir. Bulusta silika jeldeki alüminat veya borat miktarinin kati Sl02 partiküllerinin miktarinin agirlikça yüzde 0,01 ile 2 arasinda oldugu belirtilmistir. Alüminat ve boratin Sl02 partiküllerinin modifiyesi disinda baska bir fonksiyona sahip olduguna dair bilgi/istem bulusta belirtilmemistir. Bulusun amaci Bu bulusun amaci, bilesenlerden birisinin veya her ikisinin içerisinde toplamda en az iki veya daha fazla modifiye ajan bulunduran iki bilesenli sistemin belirli oranlarda karistirilmasi ile SiOz/MzO (metal alkali oksit) molar oranin 4 ile 7 arasinda oldugu silika jelin elde edilmesidir. Modifiye ajan(lar)inin kullanimi ile silika solünün jellestirme öncesi kullanim ömrünün ayarlanmasi ve jelin belirli kosullar altinda optik özelliklerinin ve/veya mekanik özelliklerinin degistirilmesi hedeflenmektedir. Bulusun diger amaçlarindan biri dejel üretiminde kullanimi kolay, kararli iki bilesenli sistem üretilmesidir. Bulusun açiklamasi Bu bulus, SiOz/MzO molar orani 4 ile 7 arasinda degisen ve a) SiOz/MzO molar orani 1,5 ile 2,9 arasinda olan metal alkali silika solü, b) 45 nm ile 150 nm arasinda boyuta sahip Sl02 partiküllerinin dispersiyonu, c) modifiye ajanlarin en az ikisi veya daha fazlasinin kombinasyonu, d) poIioI (polihidrik) bilesik(ler)i kullanilarak üretilen modifiye silika jel ile ilgilidir. Mzo alkali metal bilesiklerini temsil etmektedir. Mzo biIesigi LizO, Nazo ve tercihen K20 bilesiklerinden veya bunlarin kombinasyonlarindan seçilebilir. Bu bilesikler belirli oranlarda kombine edildigi durumda bunlar arasindaki karisik alkali etkisi ("mixed alkali effect") olmasi tercih edilir. Burada karisik alkali etkisinin camsi geçis sicakliginin modifiye silika jelinin öngörülen uygulama alanina göre seçilmesi mümkün olabilir. Ayrica metal alkali oksitlerin karisik alkali etkisi disindaki oranlarda kullanilmasi da modifiye silika jelin uzun süreli stabilitesini sagliyorsa tercih edilebilir. LizO, Na20 ve K20'nin kaynagi tercihen bunlarin hidroksi biIesigi yani sira bunlari içeren diger bilesikler de (örnegin potasyum asetat, sodyum borat) olabilir. Modifiye silika jel, iki biIesenIi karisimdan çikilarak üretilir: SiOz/MzO molar orani 1,5 ile 2,9 arasinda olan metal alkali silika solü (A solü/bileseni) ve 45 nm ile 150 nm arasinda boyutuna sahip Sl02 partiküllerinin dispersiyonu (B solü/bileseni) . Modifiye silika jelde kullanilan poIioI bilesik(ler)i ve en az ikisi veya daha fazlasinin kombinasyonu olarak kullanilan modifiye ajanlari ise bu iki bilesenden birine ve/veya her ikisine ilave edilebilir. A solü ile B solü farkli oranlarda kombine edilerek SiOz/MzO molar orani 4 ile 7 arasinda degisen modifiye silika jelleri elde edilir. Bu sistemin avantajlarindan birisi bulus kapsamindaki ayni A solü ve B solü kullanilarak farkli uygulamalara yönelik modifiye silika jel üretilebilir. Gerekli miktardaki poIioI sadece A veya B bilesenine ilave edilebilirken, toplam poIioI miktari A ve B bilesenleri arasinda da paylastirilabilir. Toplam poIioI miktarinin A ve B biIesenIerinin arasinda paylastirilmasi, alkali metal silikat ve Sl02 dispersiyonlarinin stabilitesinin arttirilmasi, bunlarin donma noktalarinin düsürülmesi, sicakligin etkisinin azaltilmasi vb. nedenlerle tercih edilir. Kullanilacak modifiye ajanlar, sadece A veya B bilesenine karistirilirken, A ve B bilesenleri arasinda da paylastirilabilir. Belirli bir modifye ajan sadece A bilesenine ilave edilebilirken ikincisi ya A'da veya B'de bulunabilir. Kullanilacak modifiye ajanin fonksiyonu ve türüne göre tercih yapilir. Hedeflenen özelliklere sahip modifiye silika jelin bilesimini elde etmek için A ve B bilesenleri belirli oranlarda karistirilir. Karistirma bir kap içerisinde karistirilma yapilmaksizin gerçeklestirilebilecegi gibi tercihen B bileseni A bilesenine karistirma altinda ilave edilir. Bulus kapsaminda modifiye silika jel bilesiminde kullanilacak poIioIIerin seçimi özellikle sinirli degildir. Suda çözünenler veya su ile karisan poIioIIer tercih edilir. Uygun poIioIIer özellikle gliserol, etiIen glikol, dietilen glikol, trimetilolpropan, pentaeritritol, sorbitol, ksilitol, mannitol, poIiviniI alkol (düsük molekül agirlikli olanlar tercih edilir), polietilen glikol veya bunlarin bir karisimi olabilir. Gliserol bu baglamda özellikle tercih edilir. Ayrica sakkaritler de kullanilabilir bilesiklerdendir. Bunlar UV dayanimin ve optik özelliklerin önemsiz oldugu uygulamalarda tercih edilebilirler. Poliollerin modifiye jeldeki miktari en az agirlikça yüzde 5 olup tercihen agirlikça yüzde 10'dan fazla olmasi tercih edilir. A bilesenindeki SiOz/Mzo molar orani 1,5 ile 2,9 arasinda olan alkali metal silika solü pirojenik ve/veya çöktürülmüs silika partiküllerinden, ticari alkali metal silika sollerinden/katilarindan ve/veya SiOz partikül dispersiyonlarindan çikilarak üretilir. Üretim degisik yöntemler ve çikis maddelerinin kombinasyonu ile yapilabilir. Örnegin gerekli alkali metal hidroksit bilesigi belirli miktardaki suda çözünür ve buna karistirma altinda pirojenik ve/veya çöktürülmüs silika partikülleri kontrollü sicaklikta yavas yavas ilave edilir. Ikinci bir yöntemde ise ticari alkali metal silika solünde alkali metal hidroksit çözündükten sonra buna pirojenik ve/veya çöktürülmüs silika partikülleri eklenerek homojen bir karisim elde edilene kadar karisti rilir. Üçüncü bir yöntem ise sicaklik belli aralikta tutularak agirlikça yüzde 50 Sl02 içeren sulu dispersiyona alkali metal hidroksit katisi yavas yavas ilave edilir. En sonunda bu karisima istenilen miktarda poliol ve/veya modifiye ajan ilave edilir ve böylece A bileseni elde edilir. Eger üretilen alkali metal silika solünde çözünmeyen kisim veya çökelti mevcut ise üretilen karisim dekante edilir veya filtre edilir. Gerektiginde ortamdan su uzaklastirmasi bilinen tekniklerden herhangi biriyle gerçeklestirilebilir. Granül formundaki silika partiküllerinden istenilen özellikte A bileseni basariyla üretilmistir. Örnegin Sl02/K20 molar orani 2,0 olan potasyum silikat çözeltisi üretimi için gerekli miktardaki KOH katisi çözüldü. Çözelti sicakligi düstükten sonra BET degeri 55 mZ/g ve pH'si 9,0 olarak belirtilen çöktürülmüs silika partikülleri yavas yavas ilave edildi. Ilave sonunda homojenlesene kadar karistirildiktan sonra buna gliserin ve modifiye ajandan olusan karisim ilave edildi. Hazirlanan karisimdaki SiOz ve potasyum oksitin toplam miktari ("inorganik kati 0rani") agirlikça yüzde 46,5'ydi. Burada potasyum silikat solüne ilave edilen gliserolün miktarina bagli olarak inorganik kati orani yüzde 60'a kadar hazirlanabilir. Bu karisim dekante edilerek modifiye silikajel üretiminde kullanildi. Ayni karisim BET degeri 35 ile 200 mZ/g araliginda ve pH'si 3,8 ile 9 araliginda degisen degisik kaynakli silika partikülleri ile hazirlandi. Denemelerde bunlardan özellikle BET degeri 55 mZ/g olanlar tercih edildi. SiOz/KzO molar orani 2,0 olan potasyum silikat çözeltisi üretiminin diger biryönteminde ise ticari potasyum katisi ilave edildi. Hemen sonrasinda çöktürülmüs silika partikülü ilave edilmeye baslandi. Elde edilen karisimin homojenlesmesi için yaklasik 30 dakika daha karistirma yapildi. Son olarak gliserin ve modifiye ajandan olusan karisim ilave edildi. Üretilen karisimin inorganik kati orani agirlikça yüzde 50'e ayarlandi. Burada ticari potasyum silikat solünün yerine mevcut ticari alkali metal silika tozlari da kullanilabilir. Gerektiginde ticari ürünlerden safsizlik uzaklastirilmasi (özellikle renk veren katyonlar) teknikte bilenen yöntemler ile gerçeklesti rilir. Ticari SiOz partikül sulu dispersiyonlarindan çikilarak da SiOz/Mzo molar orani 1,5 ile 2,9 arasinda olan alkali metal silika solü üretilebilir. Örnegin SiOz/KzO molar orani 2,8 olan potasyum silikat solünün üretimi için boyutu yaklasik 75 nm olan Sl02 partiküllerinin agirlikça yüzde 50 derisimli dispersiyonu kullanildi. SiOz dispersiyonu karistirilirken KOH katisi yavas yavas ilave edildi. Ilave edilirken sicakligin 80 °C'nin altinda kalmasi saglandi. Homojen karisim elde edilene kadar karistirmaya devam edildi ve gliserin ve modifiye ajandan olusan karisim ilavesinden sonra inorganik kati orani agirlikça yüzde 50,5 olan A bileseni elde edildi. Partikül boyutu 50 ile 120 nm arasinda degisen agirlikça yüzde 50 SiOz dispersiyonlarindan çikilarak SiOz/MzO molar oranlarina sahip potasyum silikat solleri üretildi. Örnegin boyutu 70 nm olan ile 110 nm olan SiOz partikül dispersiyonlarinin kombine edilmesiyle farkli viskozitelere sahip potasyum silikat solleri sentezlendi. Ayrica farkli karsi iyon ile stabilize edilmis (örnegin Na* ile K+) Sl02 partikül dispersiyonlari da ile basariyla kombine edildi. dispersiyonlari kullanilir. Buradaki SiOz partiküllerinin stabilizasyonu farkli karsi iyonlar (örnegin Na+, K*) ile saglanmis olabilir. Bu amaca yönelik halihazirda ticari mevcut ürünlere karistirma altinda polioller ve en az ikisi veya daha fazlasinin kombinasyon edildigi modifiye ajanlar ilave edilir. Gerekli olmasi durumunda bilinen teknikler kullanilarak su uzaklastirilmasi gerçeklestirilir. B bileseninde kullanilacak modifye ajanlarinin en az ikisi veya daha fazlasinin kombinasyonu bilesendeki SiOz partiküllerinin stabilizasyonunu degistirmez veya arttirir. B bilesene poliol, tercihen gliserol, ilave edildiginde bunun soguga karsi dayanimini attirir. Örnegin boraks dogrudan veya gliserinde çözüldükten sonra partikül boyutu 77 nm olan agirlikça yüzde 50 Sl02 içeren sole ilave edildiginde karisimdaki sodyum tetraborat orani agirlikça yüzde 0,25'in üstüne çikildiginda partiküllerin stabilizasyonu bozularak karisim jellesti. Fakat bulus kapsamindaki diger bir modifiye ajan varliginda SiOz dispersiyonuna agirlikça yüzde 1,25 oraninda boraks ilave edilmesine ragmen karisim en az 3 ay kararliydi ve bu karisim kullanilarak elde edilen modifiye silika jel seffaf ve kabarciksizdi. Modifiye ajanlarin islevi üretilen silika jelin kimyasal ve/veya fiziksel etkiler ile modifiye edilmesidir. Bunlar islevlerini, herhangi teoriye veya hipoteze bagli kalmaksizin degerlendirildiginde, A ve B bilesenlerinin karistirilma öncesi ve/veya sonrasindaki basamakta SiOz partiküllerinin stabilizasyonunu saglamak, modifiye silika jel olusumu esnasinda bu partiküllerin çözünmesini hizlandirmak ve/veya yavaslatmak olabilir. Böylece kabarciksiz bir modifiye silika jel üretimi gerçeklestirilir. Öte yandan modifiye ajanlar A bilesenin üretimi sirasinda olusan silikat esasli polimer zincirlerinin daha fazla büyümesini engelleyebilir veya bunlarin bilesenin depolanmasi sirasinda uygun polimer zincirine ulasmasini saglayabilir veya yardimci olabilir. Modifiye ajanlar burada anlatilan islev(ler)i A ve B bilesenlerinin karistirilmasi öncesi ve/veya sonrasinda yerine getirebilir. Ayrica kullanilan modifiye ajanlar ile üretilen modifiye silika jelin ag yapisi kimyasal ve/veya fiziksel yollar ile degistirilebilir. Örnegin polietilen glikol fonksiyonelli silan esasli modifiye ajan kullanilarak silika jelin kimyasal yol ile ag yapisi degistirilebilir. Modifiye ajan(lar)in islevi fiziksel yol ile de olabilir. Örnegin potasyum asetat olusan silika jel ile etkilesmesi sonrasinda modifiye jelin fiziksel özellikleri dis etkenlere bagli olarak seffaftan bulanikliga dönüsür. En az ikisi veya daha fazlasi seçilen modifiye ajanlarin birisi polimerlesmeyi hizlandirirken digeri yavaslatir veya olusan modifiye silika jel aginin yapisini sterik olarak degistirir. Modifiye ajanlardan birisi oda sicakliginda etkin iken ikincisi 80 °C'de aktive olabilir. Uzun süreli stabilite amaciyla kimyasal etkinlik gösteren modifye ajan(lar)i tercih edilir. Bazi poliol bilesikleri (örnegin ksilitol ve sorbitol) hem modifiye ajan hem de poliol bilesen amaçli kullanilir. Modifiye ajanlarin hepsi A veya B bilesenine ilave edilebilecegi gibi birincisi A bilesen içinde iken digeri B bilesende bulunabilir. Duruma göre B bileseninin stabilitesini bozan modifiye ajan A bilesenine ilave edilir. Fakat A ve B bilesenlerinden hazirlanan son karisimin stabilitesi bu modifiye ajandan etkilenmeyebilir. Örnegin potasyum asetat ilave edildiginde B bileseni jellesti. Bu bilesik A bilesene ilave edildiginde kararliydi. Potasyum asetat içeren A bileseni ile B bileseni karistirildiginda karisim kararliydi ve üretilen modifiye silika jel normal sartlarda seffaf ve kabarciksizdi. Yukarida bahsedilen islevleri yerine getirebilen her türlü bilesikler modifiye ajan olarak kullanilir. Bunlarin suda ve/veya poliol bilesiklerinde homojen karisim olusturulanlari tercih edilir. Sayilari verilen örnekle sinirlanmamis olmasina ragmen kullanilabilecek modifiye ajanlari: alkil silanlar (özellikle metil silanlar), polietilen fonksiyonelli silanlar, amino fonksiyonelli silanlar, fosfat grubu tasiyan silan bilesikleri (örnegin 3-( trihidroksisillil)propil metilfosfat monosodyum), poliol içeren karboksilik asitler ve tuzlari, metal alkali metilsilikonatlar, polikarboksilik asit bilesikleri (örnegin sitrik asit, tartarik asit) ve tuzlari, monohidroksi monokarboksilik asitler (örnegin laktik asit) ve tuzlari, alüminyumun suda ve/veya poliollerde çözünen bilesikleri (örnegin alüminyum nitrat, alüminyum klorür), boraks ve türevleri, metal alkali asetatlar, alüminat tuzlari (örnegin sodyum alüminat), polifosfatlar, ksilitol, sorbitol. Ayrica düsük molekül agirlikli ( de modifiye ajan olarak kullanilabilir. Fakat PVP, A+B karisiminin viskozitesini arttiracagindan düsük oranlardaki kullanimi tercih edilir. Silan sinifi bilesiklerden amino fonksiyonelli silan (örnegin 3-aminopropiltri(m)etoksisilan) öncesinde hidroliz edilmeden dogrudan sadece A bilesenine ilave edilebilirken polietilen glikol fonksiyonelli silanlar hem A bilesenine hem de B bileseninde bulunabilir. Alkil silanlar ise tercihen hidroliz edildikten sonra kullanilirlar. Örnegin NaOH belirli miktarda suda çözündükten sonra sogutulmustur. Bu çözeltiye NaOH'in molüne esit miktarda metiltrietoksisilan siddetli kaynamadan sakinacak hizda ilave edilmistir. Ekzotermik olarak gerçeklesen tepkimede açiga çikan etanolün bir kismi buharlasti. Son solde toplam kati içerigi agirlikça yüzde 45 olacak sekilde su ilave edilip soldeki geri kalan etanol isitmayla ortamdan uzaklastirilmistir. Elde edilen hidrolizlenmis silan solü A bilesenine degisik oranlarda ilave edilmistir ve elde edilen modifiye silika jelin mekanik özellikleri farlilik göstermistir. Modifiye ajanlarin üretilen silika jeldeki toplam orani agirlikça yüzde 0,1 ile 15 arasinda olup yüzde 0,2 ile 7,5 arasi tercih edilir. Temel bilesenlere ek olarak A ve/veya B bileseni yüzey aktif maddeleri, koruyucular vb. katki maddelerini içerebilirler. A ve B bilesenlerinden olusan karisimlarin homojen olana kadar karistirilmasi sonrasinda teknikte bilinen yöntemlerden birisi kullanilarak gaz giderilme islemi gerçeklestirilir. Daha sonra karisimin agzi kapali bir kapta veya kapali düzenekte 60 ile 90 °C arasindaki sicaklikta 2 ile 24 saat arasi bekletilmesi ile modifiye silika jel üretilir. Jelin olusmasi için kullanilabilecek diger yöntemler arasinda infrared ile isitma da sayilabilir. Bu bulusun kapsamini göstermek için asagidaki bilesimlerde modifiye silika jeller hazirlanmistir: BET yüzey alani 100 mZ/g'in altinda olan çöktürülmüs silika partikülünden çikilarak üretilen, agirlikça 4,4 oraninda bir modifiye ajan içeren ve SiOz/Kzo molar orani 2,2 olan A bileseni ile partikül boyutu 77 nm olan SiOz içeren B bilesenin karistirilmasiyla SiOz/KzO molar orani 4.9 ve agirlikça yüzde 46 inorganik kati oranina sahip modifiye silika jeli plastik kapakli bir cam tüp içerisinde 80 °C'de üretildi. Ikinci modifiye ajan olarak (agirlikça yüzde 16) sadece ksilitol veya mannitol kullanildi. Ksitol içeren modifiye silika jel tamamen kabarciksiz ve seffaf iken mannitol içeren jel seffaf olmasina ragmen cam tüpte sayisiz kabarcik mevcuttu. Bu ksilitolün modifiye ajan olarak etkin oldugunu göstermektedir. Ayni karisim sorbitol ile hazirlandiginda da kabarciksiz modifiye silika jeli elde edildi. Ksilitol/sorbitolün ile mannitolün kimyasal yapilari arasindaki fark (bakiniz Sekil 1) hidroksi gruplarinin moleküllerdeki üç boyutlu yönelimidir. Burada bir teoriye/hipoteze bagli olmaksizin ksilitol ve sorbitoldeki hidroksi gruplarinin üçünün ayni düzlemde olasi bunlarin silika polimer zincirleriyle etkilesimini arttigi ve sonuçta homojen silika jeli olustugu savlandi. BET yüzey alani 100 mZ/g'dan fazla olan çöktürülmüs silika partikülünden çikilarak üretilen, agirlikça 3,9 oraninda bir modifiye ajan içeren ve SiOz/KzO molar orani 2,0 olan A bileseni ile partikül boyutu 77 nm olan SiOz içeren B bilesenin karistirilmasiyla SiOz/KzO molar orani 5,1, agirlikça yüzde 46 inorganik kati oranina sahip, agirlikça yüzde 4,3 ksilitol ve agirlikça 11,6 gliserol içeren modifiye silika solü hazirlanmistir. Oda sicakliginda bekletilip modifiye silika solünün viskozitesi takip edilmistir. Viskoziteler Ford Cup No.4 ile 1 silika solü 3 gün sonra bile hala dökülebilir kivamdaydi. BET yüzey alani 100 mZ/g'dan düsük olan çöktürülmüs silika partikülünden çikilarak üretilen ve bir modifiye ajan içeren A bileseni ve partikül boyutu 77 nm olan Sl02 içeren B bileseni kullanilarak agirlikça yüzde 46 inorganik kati oranina sahip, agirlikça yüzde 4,3 ksilitol ve agirlikça 11,6 gliserol içeren karisim modifiye silika solü hazirlanmistir. SiOz/KzO molar orani 4,9 olan modifiye silika solü teknikte bilinen yöntemlerle ile 50x100 mm boyutlu iki cam levha arasinda 6 mm doldurulup 80 °C'de seffaflastirildi. Yapilan yangin testinde kabarciksiz modifiye silika jel içeren cam levhalar EI30 testini basariyla geçmistir. Ayni A ve B bilesenlerinden çikilarak benzer içerikte fakat SiOz/KzO molar orani 5,1'e ayarlanan modifiye silika solü ile 40 mm lamine edilen cam levhalari EI120 testini basariyla geçmistir. 70 nm partikül boyutlu SiOz dispersiyonu ile 115 nm partikül boyutlu SiOz dispersiyonu kombine edilerek gliserol ve bir modifiye ajan içeren, SiOz/KzO molar orani 2,0 olan A bileseni üretilmistir. Yine ayni partikül boyutlu Sl02 dispersiyonlarinin kombinasyonu ile iki farkli türde modifiye ajanlar (silika jelde toplamda orani 5,06 ve gliserol içerigi agirlikça yüzde 13,5 olan homojen modifiye silika solü homojenlesene kadar karistirildiktan sonra vakumlama ile gaz giderme yapilmistir. Hacmi 22 mL olan plastik kapakli cam tüpe doldurulup 75 °C'de 4 saat bekletildiginde seffaflasti ve jel kabarciksizdi. Bu tüp 80 OC'de 21 gün bekletildiginde jelin seffafligi ve rengi görsel olarak degismedi. Ticari potasyum silikat solü (inorganik kati içerigi agirlikça yüzde 39) ile çöktürülmüs silika partiküllerinden çikilarak gliserol ve bir modifiye ajan içeren, SiOz/KzO molar orani 2,5 olan A bileseni üretilmistir. B bileseni ise bir SiOz dispersiyonuna gliserol ve iki farkli türde modifiye ajani daha (modifiye silika jelde toplamda agirlikça yüzde 0,33) içerecek sekilde sentezlenmistir. Inorganik kati içerigi yüzde 47,5, SiOz/Kzo orani 4,9 ve gliserol içerigi agirlikça yüzde 13 olan homojen modifiye silika solü homojenlesene kadar karistirildiktan sonra vakumlama ile gaz giderme yapilmistir. Hacmi 22 mL olan plastik kapakli cam tüpe doldurulup 80 °C'de 8 saat jellestirildi. Bu tüp 80 °C'de 21 gün bekletildiginde jelin seffafligi ve rengi görsel olarak hala degismedi. BET yüzey alani 100 mZ/g'dan düsük olan çöktürülmüs silika partikülünden çikilarak üretilen ve bir modifiye ajan içeren, SiOz/KzO molar orani 2,0 olan A bilesenine su ile agirlikça 1:1 oraninda karistirilmis 3- aminopropiltrietoksisilan ilave edildiginde A bileseni hala kararliydi. Inorganik kati içerigi yüzde 47,4, SiOz/KzO orani 4,9 ve gliserol içerigi agirlikça yüzde 12,3 olan modifiye silika solü üretmek için 3- aminopropiltrietoksisilan (modifiye silika jelde toplamda agirlikça yüzde 1,6) içeren A bilesenine SiOz dispersiyonu eklenerek homojenlesene kadar karistirilmistir. Gaz giderme sonrasinda plastik kapakli tüpe doldurulan modifiye silika solü 80 OC'de 8 saatjellestirildi. Seffaf ve kabarciksiz olan modifiye silikajeli100 °C'de 3 gün bekletildikten sonra hala seffaf ve kabarciksizdi. BET yüzey alani 100 mZ/g'dan düsük olan çöktürülmüs silika partikülünden çikilarak üretilen ve bir modifiye ajan içeren, SiOz/Kzo molar orani 2,0 olan A bilesenine suda çözünmüs potasyum asetat ilave edildiginde A bileseni hala kararliydi. B bileseni ise bir Sl02 dispersiyonuna gliserol ve iki farkli türde modifiye ajani daha (modifiye silika jelde toplamda agirlikça yüzde 0,85) içerecek sekilde sentezlenmistir. A ve B bilesenlerin belirli oranda karistirilmasiyla inorganik kati içerigi yüzde 47,5, SiOz/KzO orani 4,9, gliserol içerigi agirlikça yüzde 12,56 ve potasyum asetat miktari agirlikça yüzde 0,1 olan modifiye silika sol üretilmistir. Homojen modifiye silika solü homojenlesene kadar karistirildiktan sonra vakumlama ile gaz giderme yapilmistir. Hacmi 22 mL olan plastik kapakli cam tüpe doldurulup 80 °C'de 8 saat jellestirildi. Jellestirmeden sonra oda sicakliginda seffaf ve kabarciksiz olan jel 100 °C'ye isitildiginda bulaniklasti. Tekrar oda sicakligina sogutuldugunda modifiye silika jel tekrar seffaf hale geldi. Farkli SiOz/KzO molar oranlarina sahip ve bir modifiye ajani içeren A bilesenleri farkli türde ve farkli miktarda iki adet modifiye ajan içeren B bilesenleri ile kombine edilerek inorganik kati içerigi 47,5, SiOz/KzO orani 4,9 ve gliserol içerigi agirlikça yüzde 11,2-12,9 olan modifiye silika jelleri yukarida anlatildigi gibi üretilmistir. Üretilen üç silika jel numunesindeki modifiye ajanlarin jeldeki toplam oranlari agirlikça yüzde 0,45, yüzde 0,35 ve yüzde 0,39 idi. Plastik kapakli tüp içindeki modifiye silika jel numuneleri yerel hava sartlarinda tüm yaz sezonu boyunca günese maruz birakildiginda seffafliklari degismezken renklenme görsel olarak tespit edilmedi. Ilk iki modifiye silika jel numunesinde kabarcik mevcut degilken üçüncü numunede kabarcik olusumu gözlemlendi. Bulus konusu modifiye silika jel dis etkenlerin etkisi altinda optik özelliklerin degismesi istenen durumlarda ve/veya isil iletkenligin kontrol edilmesinin istendigi yer ve durumlarda uygulanabilir. Modifiye silika sol, jellesme öncesi bir kapali bosluga veya kaliba doldurulup daha sonra jellestirilebilir. Tercih edilmemesine ragmen açik bir bosluga veya kaliba dökülerek modifiye silika jel solündeki su belirli sartlarda buharlastirilabilir ve daha sonra jellestirilebilir. Yukaridaki örnekler bulus düsüncesinin açiklanmasina yönelik verilmistir. Bulus konusu modifiye silika jelin bilesimi ve üretimi verilen örnekler ile sinirli degildir. Ksilitol Sorbitol Mannitol Ksilitol, sorbitol ve mannitolün kimyasal yapisi. TR TR TR TR TR