TR201810312T4 - Çöktürülmüş silikaların hazırlanması prosesi, çöktürülmüş silikalar ve özellikle polimerlerin takviyeleri için kullanımları. - Google Patents

Abstract

Buluş, yeni bir çöktürülmüş silikanın hazırlanması prosesine ilişkin olup burada: bir silikat, asitleştirici bir ajan ile reaksiyona girer böylece bir silika süspansiyonu elde edilir; söz konusu silika süspansiyonu filtrelenir, böylece bir filtre keki elde edilir; söz konusu filtre keki, bir alüminyum bileşiğinin olmadığı durumlarda sıvı hale getirme işlemine tabi tutulur; burada metilglutarik asit, sıvı hale getirme işlemi esnasında veya sonrasında filtre kekine eklenir. Aynı zamanda yeni çöktürülmüş silikalara ve kullanımlarına da ilişkindir.

Description

TARIFNAME çöKTÜRÜLMÜs SILIKALARIN HAZIRLANMASI PROSESI, ÇÖKTÜRÜLMÜS siLiKALAR VE ÖZELLIKLE POLIMERLERIN TAKVIYELERI içiN KULLANIMLARI Teknik Saha Mevcut bulus, çöktürülmüs silikanin hazirlanmasi için bir prosese, çöktürülmüs silikaya ve polimerlerde takviye edici dolgu maddesi gibi uygulamalarina iliskindir. Özellikle mevcut bulus, bir polikarboksilik asidin kullanimini içeren çöktürülmüs silikanin hazirlanmasi prosesine iliskindir.

Altyapi Teknigi Çöktürülmüs silika, uzun süredir polimerik malzemelerde ve özellikle, elastomerlerde beyaz takviye edici dolgu maddesi olarak kullanilmaktadir.

Genel bir prosese göre çöktürülmüs silika, bir alkalin metal silikati, örnegin sodyum silikat, gibi bir silikatin, sülfürik asit gibi bir asitlestirici ajani ile çöktürülmesi ve ardindan filtrasyon yoluyla ortaya çikan kati maddenin ayristirilmasini içeren bir reaksiyon yoluyla hazirlanir. Dolayisiyla, genellikle atomizasyon yoluyla, kurutulmadan önce bir sivilastirma islemine gönderilen bir filtre keki elde edilir. Silikanin çöktürülmesi için çesitli yöntemler kullanilabilir: özellikle de asitlestirici bir ajanin bir silikat çökeltisine ilave edilmesi veya bir asitlestirici maddenin ve silikatin bir kisminin veya tamaminin ayni anda küvette mevcut olan suya veya bir silikat çökeltisine eklenmesi.

Karboksilik asitlerin çöktürülmüs silikanin hazirlanmasinda kullanimi daha önce, örnegin filtre kekinin sivi hale getirilmesi asamasi öncesi veya sonrasinda bir karboksilik asit kullanimini açiklayan WO 30/11/2006 veya filtre kekinin parçalanma asamasi öncesi veya sonrasinda bir karboksilik asit kullanimini açiklamaz.

Filtre kekinin sivi hale getirilmesi asamasinda veya sonrasinda metilglutarik asidin kullanilmasinin, daha önceden bilinen çöktürülmüs silikalara istinaden polimerik bilesimlerde kullanildigi zaman indirgenmis viskoziteye ve benzer veya gelistirilmis dinamik ve mekanik özelliklere sahip oldugu çöktürülmüs silika sagladigi bulunmustur.

Bulusun açiklamasi Mevcut bulusun birinci amaci, asagidaki asamalari içeren çöktürülmüs silika üretimi için bir prosestir: - bir silika süspansiyonu elde etmek için en az bir asitlestirici ajan ile en az bir silikatla reaksiyona girmesi; - bir filtre keki elde etmek için filtrasyona söz konusu silika süspansiyonunun dahil edilmesi; - söz konusu filtre kekinin sivi hale getirme asamasina tabi tutulmasi, söz konusu sivi hale getirme asamasi; çöktürülmüs silika süspansiyonu, bir alüminyum bilesiginin ilave edilmeden yürütülür; ve - istege bagli olarak, sivi hale getirme asamasindan sonra elde edilen çöktürülmüs silikanin kurutulmasi; burada sivi hale getirme islemi esnasinda veya sonrasinda filtre kekine bir metilglutarik asit eklenir.

Bulusun prosesine göre filtre keki, bir metilglutarik asidin filtre kekine eklenmesi esnasinda veya sonrasinda bir sivi hale getirme asamasina tabi tutulur. Sivi hale getirme asamasi, filtre kekine bir alüminyum bilesigi eklemeden gerçeklestirilir. Yani, sivi hale getirme isleminden önce, esnasinda veya sonrasinda filtre kekine alüminyum bilesigi eklenmez. bir maddenin, yani filtre kekinin, sivi benzeri bir kütleye dönüstürülmesidir. “Sivi hale getirme asamasi”, sivi hale getirme Islemi" veya “parçalanma” Ifadeleri; bir prosesi belirtmek için kendi aralarinda degistirilebilir bir sekilde kullanilabilecek olup burada filtre keki, kolaylikla kurutulabilecek olan akici bir süspansiyona dönüstürülür. Sivi hale getirme asamasindan sonra filtre keki, akici, sivi benzeri bir sekle gelir ve çöktürülmüs silika, süspansiyonun içindedir.

Sivi hale getirme asamasina tabi tutulan filtre keki, her biri bir çöktürme asamasindan elde edilen bir silika süspansiyonunun veya silis süspansiyonunun bir kisminin filtrelenmesinden elde edilen birden fazla filtre kekinin karisimi olabilir. Filtre keki, istege bagli olarak sivi hale getirme asamasindan önce yikanabilir veya durulanabilir.

Bulusun birinci, tercih edilen düzenlemesine göre bir metilglutarik asit, sivi hale getirme asamasi esnasinda filtre kekine ilave edilir. Sivi hale getirme asamasi tipik olarak ayrica süspansiyon içindeki silikanin granülometrisinde bir azalma ile sonuçlanan mekanik bir muamele içerir. Söz konusu mekanik muamele filtre kekinin bir koloidaI-tipi degirmen veya bir bilyeli degirmenden geçirilmesi araciligiyla gerçeklestirilebilir.

Sivi hale getirme asamasindan sonra elde edilen karisim, bundan sonra “çöktürülmüs silika süspansiyonu" olarak anilacaktir, tipik olarak püskürtmeli kurutucu yoluyla, tercih edildigi üzere kurutulur.

Bulusun ikinci düzenlemesine göre filtre keki ilk olarak, çöktürülmüs silika süspansiyonu elde etmek için, yukarida açiklanan sekilde, örnegin mekanik muameleye tabi tutularak, sivi hale getirme asamasina tabi tutulur. Bir metilglutarik asit karisimi daha sonra çöktürülmüs silika süspansiyonuna, yani parçalanmis filtre kekine, eklenir. Dolayisiyla elde edilen çöktürülmüs silika, örnegin püskürtmeli kurutucu yoluyla, ku rutulur.

Bulusun prosesine göre metilglutarik asit, sivi hale getirme asamasi esnasinda veya sonrasinda silikaya ilave edilir.

Süpheye mahal vermemek amaciyla “metilglutarik asit" ifadesi, burada, hem 2- metilglutarik asidi hem de 3-metilglutarik asidi, ayrica herhangi bir oranda iki izomerin karisimlarini belirtmek için kullanilir. ”2-metilglutarik asit” ifadesi, burada, bilesigin ve ayrica rasemik karisimlarinin hem (S) hem de (R) sekillerini belirtmek için kullanilir.

Genelde, diger asitlerin küçük miktarlarinin tipik olarak toplam asit miktarinin agirlikça edildigi üzere toplam asit miktarinin agirlikça %2.0'ini asmayan bir miktarda mevcut olabilmesine ragmen, sivi hale getirme asamasi esnasinda veya sonrasinda yalnizca metilglutarik asit filtre kekine eklenir. Tercih edildigi üzere, sivi hale getirme asamasi esnasinda veya sonrasinda filtre kekine eklenen asit metilglutarik asitten olusur.

Karboksilik asit fonksiyonel gruplarinin bir kismi veya tamami; bir karboksilik asit türevi seklinde, yani bir anhidrid, ester veya tuz seklinde, örnegin bir alkalin metal (örnegin sodyum veya potasyum) veya bir amonyum tuzu, olabilir. “Karboksilat” terimi, bundan sonra, yukarida tanimlanan sekilde karboksilik asit fonksiyonel gruplarinin türevlerini belirtmek için kullanilacaktir.

Bulusta kullanilan metilglutarik asit istege bagli olarak örnegin bulusun prosesinde kullanilmasindan önce, NaOH veya KOH gibi bir baz ile reaksiyona girerek nötralize edilebilirler. Bu da Ortaya çikan silikanin pH`inin degistirilmesini saglar.

Metilglutarik asit, bir aköz çözelti seklinde prosesin sivi hale getirme asamasi esnasinda veya sonrasinda filtre kekine eklenebilir.

Bulustaki filtre kekine eklenen metilglutarik asit miktari, filtre kekteki silika miktarina göre hesaplanarak (Si02 olarak ifade edilir), genel olarak en az agirlikça %0.50, hatta en az agirlikça %0.60, tercih edildigi üzere en az agirlikça %0.70, daha tercih edildigi üzere agirlikça en az %0.75'tir. Filtre kekine ilave edilen metilglutarik asit miktari, filtre kekindeki silika miktarina göre (SIO2 olarak ifade edilir), agirlikça %2.50*yi, tercih edildigi üzere agirlikça %2.00'yi, daha tercih edildigi üzere agirlikça %1.75'i ve daha da tercih edildigi üzere agirlikça %1.50'yi geçmez. Filtre kekine ilave edilen metilglutarik asit miktari, tipik olarak, filtre kekindeki silika miktarina göre (SiOz olarak ifade edilir), olabilir.

Sivi hale getirme asamasinin sonunda elde edilen çöktürülmüs silika süspansiyonu, tipik olarak kurutulur. Kurutma islemi, teknikte bilinen herhangi bir araçla yapilabilir.

Tercih edildigi üzere kurutma, püskürtmeli kurutucu ile gerçeklestirilir. Bu amaçla herhangi uygun bir püskürtmeli kurutucu tipi, özelikle bir türbinli, nozüllü, sivi basinçli veya iki sivi tipi püskürtmeli kurutucu kullanilabilir. Genel olarak, filtrasyonun bir filtre presi yoluyla yürütülmesi halinde, bir nozüllü püskürtmeli kurutucunun kullanilmasi durumunda ve filtrasyonun bir vakumlu filtre kullanilarak yürütülmesi yoluyla, bir türbinli püskürtmeli kurutucu kullanilir.

Kurutmanin bir nozüllü püskürtmeli kurutucu yoluyla yürütülmesi halinde, akabinde elde edilebilecek çöktürülmüs silika genellikle yaklasik küresel boncuklar seklindedir.

Kurutma sonrasinda, geri kazanilan ürün üzerinde bir ögütme asamasi uygulanabilir.

Daha sonra elde edilen çöktürülmüs silika genel olarak toz seklindedir.

Kurutmanin bir türbinli püskürtmeli kurutucu yoluyla yürütülmesi halinde, akabinde elde edilebilecek çöktürülmüs silika bir toz seklinde olabilir.

Kurutulmus çöktürülmüs silika (özellikle türbinli bir püskürtmeli kurutucu yoluyla) veya yukarida belirtilen sekilde ögütülmüs, istege bagli olarak bir topaklanma asamasina tabi tutulabilir. Söz konusu topaklanma asamasi, örnegin, dogrudan sikistirma, islak granülasyon (yani su, bir silika süspansiyonu vb. gibi bir baglayicinin kullanilmasi ile), ekstrüzyon veya tercih edildigi üzere kuru sikistirmayi içerir. Ikinci teknigin kullanilmasi halinde, sikistirma isleminin yürütülmesinden önce bu, ürünlerde içerilen havayi gidermek ve bunlarin esit sekilde sikistirilmasini saglamak üzere toz halindeki ürünlerin ayirma islemine tabi tutulmasina yönelik elverisli oldugunu kanitlayabilir. Bu topaklanma asamasi araciligiyla elde edilen silika, genel olarak granüller seklindedir.

Mevcut bulusun ikinci amaci, çöktürülmüs bir silikanin hazirlanmasi için spesifik bir prosestir. Söz konusu proses, bir silikat ile bir asitlestirici ajan arasindaki bir çöktürme reaksiyonunun genel asamalarini içerir, burada silika süspansiyonu, bu süspansiyonun ayristirilmasi ve kurutmasinin ardindan elde edilir.

Bulusun ikinci amaci olan proses: (i) reaksiyona dahil olan silikanin toplam miktarinin en az bir kismini ve bir küvet içinde bir elektrolitin saglanmasi, söz konusu küvette en basta mevcut olan silikat konsantrasyonu (8i02 olarak ifade edilir), 100 g/I'den azdir ve tercih edildigi üzere söz konusu küvette en basta mevcut olan elektrolit konsantrasyonu, 19 g/I'den (ii) reaksiyon ortami için en az 7.0, özellikle 7.0 ile 8.5 arasinda, pH degeri elde etmek için söz konusu küvete bir miktar asitlestirici ajanin eklenmesi; (iii) daha sonra bir asitlestirici ajanin eklenmesini ve uygun olmasi halinde es zamanli olarak bir silika süspansiyonu elde etmek için reaksiyon ortamina kalan silikat miktarinin da eklenmesini; (iv) bir filtre keki elde etmek için filtrasyona söz konusu silika süspansiyonunun dahil edilmesi; (v) söz konusu filtre kekinin sivi hale getirme asamasina tabi tutulmasi, söz konusu sivi hale getirme asamasi çöktürülmüs bir silika süspansiyonu elde etmek üzere bir alüminyum bilesik ilave edilmeden yürütülür; ve (vi) istege bagli olarak, sivi hale getirme asamasindan sonra elde edilen çöktürülmüs silikanin kurutulmasi asamalarini içermekte olup; metilglutarik asidin, sivi hale getirme asamasi esnasinda veya sonrasinda filtre kekine eklenmesi ile karakterize edilir.

Filtrasyon asamasinin sonunda elde edilen filtre keki, bir sivi elde etme islemine tabi tutulur. Dolayisiyla elde edilen filtre keki, tercih edildigi üzere en çok agirlikça %25 kati madde içerigi gösterir.

Bulusun birinci amacina uygun olarak proses için yukarida verilen tüm tanim ve tercihler, ikinci amacin prosesine de esit olarak uygulanir.

Asitlestirici ajan ve silikat seçimi, teknikte iyi bilinen bir sekilde yapilir. Genellikle, asitlestirici ajan olarak güçlü bir inorganik asidin, sülfürik asit, nitrik asit veya hidroklorik asit gibi, kullanilir. Alternatif olarak asetik asit, formik asit veya karbonik asit gibi bir organik asit de prosesin bu asamasinda kullanilabilir.

Asitlestirici ajan seyreltik veya konsantre olabilir; asit konsantrasyonu, 0.4 ve 36.0N arasindadir, örnegin 0.6 ve 1.5N. Özellikle asitlestirici ajanin sülfürik asit olmasi durumunda konsantrasyonu 40 ve 180 g/I arasindadir, örnegin 60 ile 130 g/l arasinda.

Metasilikatlar, disilikatlar ve faydali olarak bir alkali metal silikat, özellikle sodyum veya potasyum silikat gibi silikatlarin herhangi bir yaygin sekli silikat olarak kullanilabilir.

Küvette ilk olarak mevcut olan silikat, konvansiyonel olarak 40 ve 330 g/I arasinda (Si02 olarak ifade edilir), örnegin 60 ve 300 g/l arasinda, konsantrasyona sahiptir.

Tercih edildigi üzere silikat, sodyum silikattir. Sodyum silikat kullanildiginda genellikle bir SIOz/Nazo orani gösterir.

Asama (i) esnasinda bir silikat ve bir elektrolit, ilk olarak uygun bir reaksiyon küvetinde sarj edilirler. Küvette en basta mevcut olan silikat miktari, faydali olarak reaksiyona dahil olan toplam silikat miktarinin yalniz bir kismini temsil eder. bir deyisle çözelti içindeyken, iyonlari veya yüklü parçaciklari olusturmak üzere ayrisan veya çözen herhangi bir iyonik veya moleküler madde anlamina gelir. Uygun elektrolitler olarak alkali metaller ve alkalin toprak metallerinin tuzlari, özellikle baslangiç silikat metalin ve asitlestirici ajanin tuzu, örnegin hidroklorik asit ile bir sodyum silikatin reaksiyonu durumunda sodyum klorür veya tercih edildigi üzere, sülfürik asit ile bir sodyum silikatin reaksiyonu durumunda sodyum sülfat belirtilebilir.

Bu hazirlama prosesinin bir özelligine göre, küvetteki elektrolitin baslangiç konsantrasyonu 19 g/I'den azdir, özellikle 18 g/I'den azdir, özellikle 17 g/I'den azdir, örnegin 15 g/l'den azdir, genel olarak 6 g/I'den fazladir.

Bu prosesin diger bir özelligine göre küvetteki silikatin baslangiç konsantrasyonu (Si02 olarak ifade edilir), 100 g/I'den azdir. Tercih edildigi üzere konsantrasyon, 80 g/I'den azdir, özellikle 70 g/I'den azdir. Özellikle nötralizasyon Için kullanilan asit, yüksek konsantrasyonda oldugunda, özellikle %70'ten fazla, bu durumda küvetteki silikatin 80 g/I“den az olan baslangiç konsantrasyonu (Si02 olarak ifade edilir) ile çalisilmasi önerilir.

Prosesin (ii) asamasinda asitlestirici ajanin eklenmesi, reaksiyon ortaminin pH'inda bir azalmaya yol açar. Asitlestirici ajanin eklenmesi, reaksiyon ortaminin pH degerinin en gerçeklesti rilir.

Istenilen pH degerine bir kez erisildigine ve bir proses durumunda, küvette baslangiçta toplam silikat miktarinin yalniz bir kismi mevcuttur, es zamanli olarak asitlestirici ajanin eklenmesi ve kalan silikat miktari daha sonra faydali sekilde asama (iii)'te gerçeklesti rilir.

Bu es zamanli ilave genellikle, reaksiyon ortaminin pH degerinin (ii) asamasinin sonunda elde edilen degere her zaman esit olmasi (± 0.1 içinde) ile gerçeklestirilir. (iii) asamasinin sonunda ve özellikle yukarida belirtilen asitlestirici ajanin ve silikatin eszamanli olarak eklenmesinden sonra, elde edilen reaksiyon ortaminin (aköz süspansiyon) olgunlasmasi, (iii) asamasinin sonunda elde edilen ayni pH'da gerçeklestirilebilir. Bu asama genellikle süspansiyonun, örnegin 2 ila 45 dakika, özellikle 3 ila 30 dakika, boyunca karistirilmasi ile gerçeklestirilir.

Hem toplam silikat miktarinin yalnizca bir kismi baslangiçta mevcut oldugunda ve toplam silikat miktari mevcut oldugunda, çöktürme sonrasinda, istege bagli bir sonraki safhada reaksiyon ortamina ek bir asitlestirici ajanin ilave edilmesi mümkündür. Bu ilave genellikle 3.0 ile 6.5 arasinda, tercih edildigi üzere 4.0 ile 6.5 arasinda, bir pH degeri elde edilinceye kadar gerçeklestirilir.

Reaksiyon ortaminin sicakligi genellikle 75° ile 97°C, tercih edildigi üzere 80° ile 96°C arasindadir. Bu hazirlama prosesinin birinci açisina göre reaksiyon, 75° ve 97°C arasinda sabit bir sicaklikta yürütülür. Bu prosesin alternatif bir açisina göre, reaksiyonun sonundaki sicaklik, reaksiyonun basindaki sicakliktan daha yüksektir.

Dolayisiyla reaksiyonun baslangicindaki sicaklik tercih edildigi üzere 75° ve 90°C arasinda tutulur; daha sonra sicaklik, birkaç dakika içinde tercih edildigi üzere reaksiyonun sonuna kadar korunacak sekilde 90° ve 97°C arasinda bir degere arttirilir.

Yukarida tarif edilen sekilde (i) ila (iii) asamalarinin sonunda bir silika süspansiyonu elde edilir. Daha sonra bir sivi/kati ayristirma asamasi yürütülür. Prosesin müteakip asamalari, bulusun birinci amaci olan prosesin asamalari ile ayni olabilir.

Ayristirma Islemi, normalde, örnegin bir kayis filtresi, bir vakum filtresi veya tercih edildigi üzere bir filtre presi gibi herhangi bir uygun yöntem vasitasiyla gerçeklestirilen bir filtrelemenin adindan, gerektiginde bir yikama islemi ile gerçeklestirilir. Filtrasyon asamasinin sonunda bir filtre keki elde edilir.

Filtre keki daha sonra sivi hale getirme islemine tabi tutulur. Mevcut bulusa göre, yukarida tanimlanan sekilde, metilglutarik asit, sivi hale getirme islemi esnasinda veya sonrasinda eklenir.

Tercih edildigi üzere bu hazirlama prosesinde sivi hale getirme asamasindan sonra elde edilen çöktürülmüs silika süspansiyonu, kurutulmasindan hemen önce en çok agirlikça %25, özellikle en çok agirlikça %24, özellikle en çok agirlikça %23, örnegin en çok agirlikça %22 kati madde içerigine sahiptir.

Dagitilmis filtre keki, daha sonra kurutulur.

Kurutulmus veya ögütülmüs ürün, istege bagli olarak yukarida açiklanan sekilde bir topaklanma asamasina tabi tutulabilir. Topaklanma asamasindan sonra elde edilen çöktürülmüs silika, genel olarak granüller seklindedir.

Bulus ayrica bulusa göre prosesler yoluyla elde edilen çöktürülmüs silikaya iliskindir.

Genel olarak bulusun çöktürülmüs silikasi, yüzeyinde, kullanilan metilglutarik asit molekülleri ve/veya metilglutarik aside karsilik gelen karboksilatlari sergiler.

Buna göre, mevcut bulusun diger bir açisi metilglutarik ait veya bunun bir türevini içeren çöktürülmüs bir silikadir. Çöktürülmüs silikanin yapimi prosesine iliskin olarak yukarida tanimlanan metilglutarik asit ve türevlerine iliskin tüm tanimlar ve tercihler, bulusun çöktürülmüs silikasina esit olarak uygulanir.

Bulusun çöktürülmüs silikasi, özellikle, faydali bir sekilde mekanik özelliklerini muhafaza ederken, vizkozitesinde bir azalma ve dinamik özelliklerinde bir artma saglayacak sekilde polimer bilesimlerinde dolgu maddesi olarak kullanilabilir.

Bulusa göre çöktürülmüs silika, toplam karbon olarak ifade edilen sekilde agirlikça en az %015, özellikle agirlikça en az %020 oraninda metilglutarik asidin ve/veya ilgili karboksilatin bir içerigini (C) gösterir. Metilglutarik asidin ve/veya ilgili karboksilatin içerigi (C), agirlikça en az %0.25, özelikle agirlikça en az %030, örnegin agirlikça en az %035, hatta agirlikça en az %0.45 olabilir. Metilglutarik asidin ve/veya ilgili karboksilatin içerigi (C), toplam karbonun özellikle kisitlanmadigi belirtilen sekilde, tipik olarak agirlikça %10.00'u, özelikle agirlikça %5.00”i asmaz.

Metilglutarik asidin ve ilgili karboksilatin içerigi, (C) ile belirtilen, toplam karbon olarak gösterilen sekilde, Horiba EMIA 320 V2 gibi bir karbon/sülfür analizörü kullanilarak ölçülebilir. Karbon/sülfür analizinin ilkesi, bir indüksiyon firininda (yaklasik olarak ve yanma hizlandiricilarinin varliginda (yaklasik olarak 2 gram tungsten (özellikle Lecocel 763-266) ve yaklasik olarak 1 gram demir) oksijen akisindaki kati örnegin yanmasina dayanir. Analiz yaklasik olarak 1 dakika sürer.

Analiz edilecek olan numunede mevcut olan karbon (yaklasik olarak 0.2 gram agirliginda), C02, CO olusturmak için oksijen ile birlesir. Bu gazlar, daha sonra bir kizilötesi detektör yoluyla analiz edilir.

Bu oksidasyon reaksiyonlari esnasinda üretilen numunedeki ve sudaki nem, kizilötesi ölçümle etkilesimde bulunmamak üzere nem alma ajanini (magnezyum perklorat) içeren bir kartustan geçirilerek giderilir.

Sonuç, karbon elementinin agirligi ile oran olarak ifade edilir.

Bulunan çöktürülmüs silikanin yüzeyinde metilglutarik asit ve/veya ilgili karboksilatin varligi, özellikle yüzey (iletim) veya diamond-ATR kizilötesi yoluyla elde edilen sekilde kizilötesi spektrumunda görünen C-O ve C=O baglarinin omuz özelliklerinin varligi ile ve C=O için 1700 ve 1750 cm“1 arasinda).

Yüzey kizilötesi analizi (iletim yoluyla), saf ürün pelleti üzerinde bir Bruker Equinox 55 spektrometresi üzerinde gerçeklestirilebilir. Pellet tipik olarak silikanin bir agat mortarinda ögütülmesi ve 10 saniye boyunca 2 T/cmz'de pelletlenmesi ile elde edilir.

Pelletin çapi genel olarak 17 mm'dir. Pelletin agirligi 10 ve 20 mg arasindadir.

Dolayisiyla elde edilen pellet, iletim yoluyla analiz öncesinde ortam sicakliginda bir saat boyunca spektrometrenin yüksek vakumlu haznesinde (10'7 mbar) tutulur. Edinim islemi, yüksek vakum altinda gerçeklesir (edinim kosullari: 400 cm'1 ila 6000 cm'1 arasinda; tarama sayisi: 100; çözünürlük: 2 cm'1).

Diamond-ATR analizi, bir Bruker Tensor 27 spektrometresinde gerçeklestirilebilir ve bir agat mortar içerisinde önceden ögütülmüs silikanin bir spatula ucu olan elmas üzerinde çöktürülmesi ve daha sonra bir basincin uygulanmasini içerir. Kizilötesi spektrum, 650 cm'1 ila 4000 cm'1 arasinda 20 taramada spektrometre üzerinde kaydedilir. Çözünürlük 4 cm-1'dir.

Faydali bir düzenleme, bulusun çöktürülmüs silikasi asit formunda ve/veya karboksilat formunda metilglutarik asit içerir. Metilglutarik ve/veya karboksilat, tercih edildigi Üzere çöktürülmüs silikanin yüzeyinde mevcuttur.

Silikat baslangiç maddesinin kaynagina dayanarak bulusun çöktürülmüs silikasi, örnegin metaller gibi ilave elementler içerebilir. Söz konusu ilave elementler arasinda alüminyum belirtilebilir. Alüminyum içerigi (AI) genel olarak 700 ppm'i asmaz, tercih edildigi üzere 600 ppm`i asmaz ve daha tercih edildigi üzere 500 ppm'i asmaz. Ancak bazi durumlarda alüminyum içerigi (AI), 1000 ppm kadar yüksek, hatta 1500 ppm kadar yüksek olabilir.

Alüminyum, (Al) olarak gösterilir, içerigi, dalga boyu daginimli X-isini flüoresansi yoluyla, örnegin bir Panalytical 2400 spekrometresi veya tercih edildigi üzere bir Panalytical MagixPro PW2540 spektrometresi, yoluyla tespit edilebilir. X-isini flüoresani yoluyla AI determinasyonu, tipik olarak örnegin, çöktürülmüs silikanin granüllerinin ögütülmesi yoluyla elde edilen, çöktürülmüs silikanin homojen tozu üzerinde yürütülür. Toz, 6 um kalinliginda bir polipropilen film ile 40 mm çapinda, helyum atmosferinde, 37 mm irradyasyon çapinda olan küvet içerisinde oldugu gibi analiz edilir, analiz edilen silika miktari, 9 cm3'tür. Alüminyum içeriginin ölçümü, Koi detektörü, rodyum tüpü, 32 W ve . Bu hattin yogunlugu, alüminyum içerigi ile orantilidir. Bu hattin yogunlugu, alüminyum içerigi ile orantilidir. lCP-AES (Indüktif olarak Eslesmis Plazma - Atomik Emisyon Spektroskopisi) gibi farkli bir ölçüm yöntemini kullanarak bir ön kalibrasyonun uygulanmasi da mümkündür.

Alüminyum içerigi ayni zamanda hidroflorür asidin varliginda suda çözündürüldükten sonra örnegin ICP-AES gibi diger bir uygun yöntemle de ölçülebilir.

Bulusa göre çöktürülmüs silika tipik olarak en az 45 m2/g, özellikle en az 70 m2/g ve tercih edildigi üzere en az 80 m2/g BET özgül yüzeye sahiptir. BET özgül yüzeyi, en az 100 m2/g, tercih edildigi üzere en az 120 m2/g ve daha da tercih edildigi üzere en az 130 m2/g olabilir.

BET özgül yüzeyi genellikle en çok 550 m2/g, özellikle en çok 370 m2/g ve hatta en çok çok 170 m2/g olabilir. BET özgül yüzeyi, The Journal of the American Chemical Society, Ek Dtye (Haziran 2010) göre Brunauer - Emmett- Teller yöntemine göre tespit edilir.

Bulusun bir düzenlemesinde bulusa göre çöktürülmüs silika, asagidaki sekilde karakterize edilir: 80 ve 300 m2/g arasinda BET özgül yüzeyi ve - toplam karbon olarak ifade edilen sekilde agirlikça en az %0.15, özellikle agirlikça en az %020 oraninda polikarboksilik asit + ilgili karboksilat içerigi (C).

Diger bir düzenlemede bulusa göre çöktürülmüs silika, asagidaki sekilde karakterize 80 ve 300 m2/g arasinda BET özgül yüzeyi; - toplam karbon olarak ifade edilen sekilde agirlikça en az %015, özellikle agirlikça en az %020 oraninda metilglutarik asit ve/veya ilgili karboksilat içerigi - 1500 ppm'i asmayan alüminyum (AI) içerigi.

Genel olarak bulusa göre çöktürülmüs silika, 40 ve 525 m2/g arasinda, özellikle 70 ve arasinda bir CTAB özgül yüzeyine sahiptir. CTAB özgül yüzeyi, özellikle 130 ve 200 standardi, Ek G (Haziran 2010)'ye göre tespit edilebilen harici yüzeydir.

Genelde, bulusa göre çöktürülmüs silika, 0.9 ve 1.2 arasinda BET özgül yüzeyi/CTAB özgül yüzeyi orani gösterir yani düsük mikroporozite gösterir.

Tercih edildigi üzere bulusa göre çöktürülmüs silika, 43 mJ/mz'den az, özellikle 42 mJ/mz'den az yüzey enerjisi ys,d dagitici bileseni gösterir. 42 mJ/m2 arasinda olan yüzey enerjisinin vsd dagitici bilesenini sergiler.

Tercih edildigi üzere bulusa göre çöktürülmüs silika, 40 mJ/m2'den az yüzey enerjisi ysd dagitici bileseni gösterir. Bazi durumlarda yüzey enerjisinin ysUI dagitici bileseni, 35 mJ/m2`den az olabilir.

Yüzey enerjisi vsd dagitici bileseni, invers gaz kromatografisi yoluyla tespit edilir. Örnegin 106 um - 250 um`de eleme akabinde, granüller seklinde saglanmasi durumunda, silikanin ögütülmesi genellikle gereklidir.

Yüzey enerjisinin st dagilma bilesenini hesaplamak için kullanilan yöntem, 110 ° C'de Sonsuz Seyreltme (IGC-ID) 'de Revers Gaz Kromatografisi (6 ila 10 karbon atomuna kadar degisen alkanlar dizisi (normal alkanlar) kullanilarak), gaz kromatografisiyle, ancak hareketli fazin ve sabit fazin (paketleme) rolleri tersine çevrilir. Bu durumda, kolondaki sabit faz, analiz edilecek (kati) malzeme, bu durumda çöktürülen silika ile degistirilir. Mobil faz ile ilgili olarak, tasiyici gaz (helyum) ve etkilesim kabiliyetinin bir fonksiyonu olarak seçilen "prob" moleküllerinden olusur. Ölçümler ardisik olarak her bir prob molekülü ile yürütülür. Her bir ölçüm için her bir prob molekülü, metan ile bir karisim olarak çok küçük miktarda (sonsuz seyreltme) kolona enjekte edilir. Metan, kolonun ölü zamanini tO, belirlemek için kullanilir.

Bu ölü zamanin t0, enjekte edilen probun retansiyon zamanindan çikarilmasi, ikincinin net retansiyon zamani (IN) ile sonuçlanir.

Sonsuz seyreltmeye spesifik bu isleme kosullari, bu retansiyon zamanlarinin yalnizca bu moleküllere iliskin numune etkilesimini yansittigi anlamina gelir. Fiziksel olarak IN, prob molekülünün sabit fazla (analiz edilen kati madde) temas halinde harcadigi ortama süreyi belirtir. Enjekte edilen her prob molekülü için üç net retansiyon zamani IN ölçülür. Ortalama deger ve ilgili standart sapma, asagidaki iliskiye (formül [1]) dayanarak spesifik retansiyon hacimlerini (Vgo) tespit etmek için kullanilir. formül [1] Spesifik retansiyon hacmi vga, 1 gram sabit faz (incelenen kati madde) basina prob molekülünü ayristirmak için gerekli olan tasiyici gaz hacmine (O°C olarak ifade edilir) tekabül eder. Bu standart miktar, tasiyici gazin akis hizi ve kullanilan sabit fazin agirligi ne olursa olsun, sonuçlarin karsilastirilmasini saglar. Formül [1]'de: Ms, kolondaki kati maddenin agirligidir; DC, tasiyici gazin akis hizidir ve T, ölçüm sicakligidir.

Spesifik retansiyon hacmi, daha sonra formül [2]'ye göre probun adsorpsiyonun serbest entalpisindeki degisikligi, AGa, hesaplamak için kullanilmakta olup burada R, kolonda mevcut olan kati madde üzerindeki evrensel ideal gaz sabitidir (R = 8.314 J.K1.mol1).

AGa = RTLn(Vgo) formül [2] Bu miktar, AGa, yüzey enerjisinin (Vsd) dagitici bileseninin determinasyonu için baslangiç noktasidir. Ikincisi, asagidaki tabloda gösterilen sekilde n-alkan problarinin karbon sayisinin, nc, fonksiyonu olarak absorpsiyonun serbest entalpisindeki (AGa) varyasyonu temsil eden düz çizginin isaretlenmesi ile elde edilir. n-Alkan problari nc n-hekzan 6 n-heptan 7 Daha sonra 110°C ölçüm sicakligi için elde edilen, metilen grubunun serbest adsorpsiyon entalpisine denk gelen, normal alkanlarin düz çizgisinin egiminden AGaCHî yüzey enerjisinin ysd dagitici bilesenini tespit etmek mümkündür.

Yüzey enerjisinin ysCI dagitici bileseni daha sonra metilen grubunun serbest asagida belirtilen iliski yoluyla iliskilidir (Dorris and Gray 4 -'\'A .(1,17- .ji (II. burada NA, Avogadro sayisidir (6.02 x 1023 mol'1), GCHz; adsorbe edilen metilen grubu tarafindan kaplanan alandir (0.06 nm2) ve YCH2. polietilen üzerinde tespit edilen ve metilen grubunu içeren bir kati maddenin yüzey enerjisidir (20°C'de .

Bulusa göre çöktürülen silika, en az %60, özellikle en az %70, daha da özellikle en az Bulusun ilave bir düzenlemesinde bulusa göre çöktürülmüs silika, asagidaki sekilde karakterize edilir: 80 ve 300 m2/g arasinda BET özgül yüzeyi ve - toplam karbon olarak ifade edilen sekilde agirlikça en az %015, özellikle agirlikça en az %020 oraninda metilglutarik asit + ilgili karboksilat içerigi (0); - 1500 ppm'i asmayan alüminyum (AI) içerigi; ve e en az %60 su alimi.

Su alimini ölçmek için kullanilan teknik genel olarak önceden belirlenen bir süre için bagil nem kosullari altinda önceden kurutulmus silikanin yerlestirilmesini içerir; silika daha sonra hidratlanir, bu da numunenin agirliginin baslangiç degeri olan w”den (kurutulmus asamada) son deger olan w+dw'ye degismesine neden olur. Bir silikanin halde numunenin agirligina göre numunede bulunan suyun agirligi), yüzde olarak ifade edilir, ölçüm yöntemi esnasinda asagidaki kosullara tabi olan bir silika numunesi için hesaplandigini belirtir: ön kurutma: 8 saat, 150°C'de; hidrasyon: 24 saat, 20°C'de ve Uygulanan deney protokolü, sirasiyla asagida belirtilenleri içermektedir: test edilecek olan silikanin yaklasik 2 graminin hassas tartimi; 8 saat boyunca kurutma, ardindan silika, 105°C sicaklikta ayarlanan firinda tartilir; bu kurutma isleminin tamamlanmasindan sonra elde edilen silika agirligin w tespit edilmesi; 24 saat boyunca °C'de su/gliserol karisimini içeren bir desikatör gibi kapali kap içerisine kurutulan silikanin yerlestirilmesi, böylece kapali ortamin bagil nemi %70 olacaktir; 24 saat boyunca %70 bagil nemde bu muamelenin ardindan elde edilen silikanin agirliginin (w + dw) tespit edilmesi, bu agirligin ölçümü, desikatörden silikanin çikarilmasindan hemen sonra yapilir ve laboratuvar ortami ile %70 bagil nem'deki ortam arasindaki higrometrideki degisikligin etkisi altinda silikanin agirliginda degisiklik olmasi önlenir.

Mevcut tarifnameden saglanan silikanin gözenek hacimleri ve gözenek çaplari bir Micromeritics Autopore 9520 porozimetre kullanilarak civa (Hg) prozimetri ile ölçülür ve 130“”ye esit bir temas açisi teta ve 484 din/cm'ye esit bir yüzey gerilmesi gamma (DIN 66133 standardi) ile Washburn iliskisi ile hesaplanir. Her bir numunenin hazirlanmasi asagidaki sekilde yürütülür: her bir numune 2 saat boyunca 200°C'de firinda ön kurutmaya tabi tutulur.

Genel olarak bulusa göre çöktürülmüs silika, dagilma (özellikle elastomerlerde) ve saçilma için yüksek kabiliyet gösterir.

Bulusa göre çöktürülmüs silika, en çok 5 um, tercih edildigi üzere en çok 4 um, özellikle 3.5 ve 2.5 um arasinda ultrason ile dagilma sonrasinda @sol/i çapini gösterebilir.

Bulusa göre çöktürülmüs silika, 5.5 ml'den fazla, özellikle 7.5 ml'den fazla, örnegin 12 ml'den fazla ultrason dagilma faktörü FDM gösterebilir.

Genel olarak silikanin dagilma ve saçilma kabiliyeti, asagida açiklanan spesifik dagilma testi ile kantifiye edilebilir.

Bir partikül boyutu ölçümü; ultrasonikasyon ile dagilan silika süspansiyonu üzerinde yürütülür (lazer difraksiyonu yoluyla): dolayisiyla silikanin dagilma kabiliyeti (0.1 ile birkaç on mikron arasinda nesnelerin klevaji) ölçülür. Ultrason altinda dagilma; 19 mm çapinda bir probla donanmis olan bir Vibracell Bioblock (600 W) sonikatörü kullanilarak gerçeklestirilir. Partikül boyutu ölçümü, Fraunhofer teorisini kullanarak bir MALVERN (Mastersizer 2000) partikül boyutlandiriciyi kullanarak lazer difraksiyon yoluyla yürütülür. Bir gram (+/- 0.1 gram) silika, 50 mlllik bir behere konulur (yükseklik: 7.5 cm ve çap: 4.5 cm) ve agirlik, 49 gram (+/- 0.1 gram) deiyonize su ekleyerek 50 grama çikarilir. Böylece %2 aköz silika süspansiyonu elde edilir. Aköz silika süspansiyonu, 7 dakika boyunca ultrason sonikasyonu yoluyla dagitilir. Partikül boyutu ölçümü, daha sonra, elde edilen tüm süspansiyonun partikül boyutlandiricinin küvetine aktarilmasi ile gerçeklesti riIir.

Medyan çap @som (veya medyan çap Malvern), ultrason ile dagitma sonrasinda, hacimce partiküllerin %50'si @sol/(den küçüktür ve %50'si, anivi'den büyüktür. Dagilma için silikanin yetkinligi arttikça elde edilen medyan çapin @som degeri orantili olarak Ayni zamanda 10 x mavi lazer engellemesi degeri/kirmizi lazer engellemesinin degerini belirlemek de mümkündür, gerçek degere iliskin bu optik yogunluk, silikanin dahil edilmesi esnasinda partikül boyutlandirici tarafindan tespit edilir. Bu oran (Malvern dagilma faktörü FDM), partikül boyutlandirici ile belirlenmeyen 0.1 um'den az olan partikül içerigini belirtir. Silikanin dagilma kabiliyeti arttikça bu oran da orantili olarak Bulusa göre çöktürülmüs silikanin diger bir parametresi, gözenek boyutunun dagilimidir ve özellikle 400 Ä'dan az veya esit olan çaplara sahip gözeneklerle olusturulan gözenek hacminin dagilimindaki gözenek hacmidir. Sonuncu hacim, elastomerlerin takviye edilmesinde kullanilan dolgu maddelerinin faydali gözenek hacmine tekabül eder. Genel olarak programlarin analizinde, bu silika, tozun veya granüllerin büyük ölçüde küresel olan boncuklar (mikroboncuklar) seklinde esit olarak, tercih edildigi üzere bir gözenek dagilimina sahiptir öyle ki 175 ve 275 A (V2) arasinda çapa sahip gözenekler yoluyla olusturulan gözenek hacmi, 400 Ä'dan (V1) küçük veya esit olan çaplara sahip gözeneklerle olusturulan gözenek hacminin en az %50'sini, özelikle en eder. Bulusa göre çöktürülmüs silika, granül seklinde saglandiginda istege bagli olarak, 175 ve 275 Ä (V2) arasinda çapa sahip gözenekler yoluyla olusturulan gözenek hacminin, 400 Ä'ya (V1) veya daha küçük olan çaplara sahip gözeneklerle olusturulan gözenek hacminin en az %60'sini temsil edecegi sekilde bir gözenek dagilimina sahip olabilir.

Gözenek hacimleri ve gözenek çaplari tipik olarak bir Micromeritics Autopore 9520 porozimetre kullanilarak civa (Hg) prozimetri ile ölçülür ve 130°'ye esit bir temas açisi teta ve 484 din/cm'ye esit bir yüzey gerilmesi gamma (DlN 66133 standardi) ile Washburn iliskisi ile hesaplanir. Her bir numune. ölçümün yürütülmesinden önce 2 saat boyunca 200°C`de firinda ön kurutmaya tabi tutulur.

Bulusa göre çöktürülmüs silika tercih edildigi üzere 3.5 ile 7.5 arasinda, daha çok tercih edildigi üzere 4.0 ile 7.0 arasinda bir pH sergiler. pH asagidaki sekilde lSO 787/9 standardinin (su içinde %5'Iik bir süspansiyonun pH'i) bir modifikasyonuna göre ölçülür. 5 gram silika, 200 ml beher içerisinde yaklasik 0.01 gram içerisinde olacak sekilde tartilir. Dereceli ölçüm silindirinde ölçülen 95 ml su, silika tozuna eklenir. Dolayisiyla süspansiyon, 10 dakika boyunca kuvvetli bir sekilde karistirilir (manyetik karistirma). Daha sonra pH ölçümü yürütülür.

Bulusa göre çöktürülmüs silika, herhangi bir fiziksel durumda saglanabilir, yani büyük ölçüde küresel boncuklar (mikroboncuklar), toz veya granül seklinde saglanabilirler. arasinda ortalama boyut ile büyük ölçüde küresel boncuklar seklinde saglanirlar; bu ortalama boyut, kuru eleme yoluyla ve %50 kümülatif elek üstü boyuta denk gelen bir Ayni zamanda en az 3 um, özellikle en az 10 um, tercih edildigi üzere en az 15 pm ortalama boyuta sahip bir toz seklinde de saglanir. Özellikle en büyük boyutun ekseni boyunca en az 1 mm, örnegin 1 ve 10 mm arasinda, bir boyuta sahip granül seklinde saglanabilir.

Bulusa göre silika tercih edildigi üzere yukarida açiklanan prosesle, özellikle bulusun ikinci amaci olan prosesle elde edilir.

Faydali bir sekilde mevcut bulusa göre veya yukarida açiklanan bulusa göre proses yoluyla elde edilen çöktürülmüs silika, özellikle viskozitedeki azalma olmak üzere özelliklerinde yüksek seviyede tatmin edici sonuçlara sahip olarak sunulduklari polimerik (elastomerik) bilesimler verir. Tercih edildigi üzere polimerik, tercih edildigi üzere elastomerik, bilesimlerde dagilmasi ve saçilmasi için iyi bir kabiliyet gösterirler.

Mevcut bulusa göre veya bulusa göre yukarida açiklanan proses yoluyla elde edilen (mümkün olan) çöktürülmüs silika, çesitli uygulamalarda kullanilabilir.

Bulusun amaci olan çöktürülmüs silika, örnegin, bir katalizör destegi olarak, etkin maddeler için absorban olarak (özellikle sivilar için destek, özellikle gidalarda kullanilan sekilde, vitaminler (E vitamini) veya kolin klorür gibi), polimerlerde, özellikle elastomerlerde, bilesimlerde, vizkozlastirici, tekstürleyici veya topaklanmayi önleyici ajan olarak, dizi ayirici bilesen olarak veya dis macunu, beton veya kagit için bir katki Ancak bulus kapsamindaki çöktürülmüs silika, dogal veya sentetik polimerlerin takviye edilmesinde özelikle faydali bir uygulamaya sahiptir.

Kullanilabilecegi polimer bilesimlerinde, özellikle takviye edici dolgu maddelerinde, genellikle bir veya iki polimere veya kopolimere, özellikle bir veya daha fazla elastomere, dayanirlar, tercih edildigi üzere -150°C ve +300°C arasinda, örnegin - 150°C ve +20°C arasinda en az bir cam geçis sicakligi gösterirler. türevlenen yineleyen üniteleri içeren polimerleri ifade eder. Özellikle olasi polimerler olarak, dien polimerler, özellikle dien elastomerler belirtilebilir. Örnegin en az bir doymamis (örnegin, özelikle, etilen, propilen, bütadien, izopren, stiren, akrilonitril, izobütilen veya vinil asetat gibi) içeren alifatik veya aromatik monometlerden, polibütil akrilat veya karisimlarindan türetilen polimerlerden veya kopolimerlerden yapilmis olabilir; ayni zamanda makromoleküler zincir boyunca ve/veya bir veya daha fazla ucunda (örnegin, silikanin yüzeyi ile reaksiyona girebilen fonksiyonel gruplar vasitasiyla) yerlestirilen kimyasal gruplarla fonksiyonalize edilmis elastomerler olan islevsellestirilmis elastomerler ve halojenlenmis polimerler de belirtilebilir. Poliamidler, etilen homo- ve kopolimer, propilen homo- ve kopolimer de belirtilebilir.

Polimer (kopolimer), bir yigin polimer (kopolimer), bir polimer (kopolimer) Iateks veya sudaki veya baska bir uygun dagitici sividaki baska bir polimer (kopolimer) çözeltisi olabilir.

Dien elastomerleri arasinda örnegin, polibütadienler (BR'ler), poliizoprenler (IR”ler), bütadien kopolimerleri, izopren kopolimerleri veya bunlarin karisimlari ve özellikle süren/bütadien kopolimerleri (SBR'Ier, özellikle ESBR'Ier (emülsiyon) veya SSBR'Ier (çözelti)), izopren/bütadien kopolimerleri (BIR'Ier), izopren/süren kopolimerleri (SlR'Ier), izopren/bütadien/stiren kopolimerleri (SBIR'Ier), etilen/propilen/dien terpolimerleri (EPDM'ler) ve ayni zamanda ilgili fonksiyonellestirilmis polimerler de (örnegin. pendant polar gruplari veya silika ile etkilesimde bulunabilecek olan zincirin sonundaki polar gruplar) belirtilebilir.

Dogal kauçuk (NR) ve epoksidize edilmis dogal kauçuk (ENR) belirtilebilir.

Polimer bilesimleri, özellikle peroksitler veya diger çapraz baglayici sistemlerle (örnegin diaminler veya fenolik reçineler) sülfür ile vulkanize edilebilir (daha sonra vulkanizatlar elde edilir) veya çapraz baglanabilir.

Genel olarak polimer bilesimleri ek olarak en az bir (silika/polimer) kuplaj ajani ve/veya en az bir kaplayici ajan içerebilir; ayni zamanda bir antioksidan da içerebilirler.

Kullanim, özellikle, ”simetrik” veya “asimetrik” silan polisülfürlerin kuplaj ajanlari olarak, sinirli olmayan örnekler seklinde, saglanabilir; daha da özellikle bis((Ci-C4)alk0ksil(Ci- C4)alkilsiIiI(C1-C4)alkil) polisülfürler (özellikle disülfürler, trisülfürler veya tetrasülfürler), örnegin bis(3-(trimetoksisilil)propil) polisülfürler veya trietoksisililpropil tetrasülfür gibi bis(3-(trietoksisilil)propil) polisülfürler de belirtilebilir. Monoetoksidimetilsililpropil tetrasülfür de belirtilebilir. Ayni zamanda maskelenmis veya serbest tiyol fonksiyonel gruplari da belirtilebilir.

Kuplaj ajani, polimerden önce greftlenebilir. Ayni zamanda serbest halde (yani önceden greftlenmeden) veya silikanin yüzeyinde greftlenerek de kullanilabilir. Istege bagli kaplama ajani için de aynidir.

Kuplaj ajani, istege bagli olarak uygun bir “kuplaj aktivatörü" ile kombine edilebilir, yani bu kuplaj ajani ile kombine edilen bir bilesik, ikincinin etkinligini arttirir.

Polimer bilesimindeki bulus kapsamindaki silikanin agirligi yoluyla oran, genis bir aralik içerisinde degisebilir. Normalde polimer miktarinin %10 ila %200'ünü, özellikle %20 ila (örnegin %90 ila %1 10) temsil eder.

Bulusa göre silika avantajli olarak tüm takviye edici inorganik dolgu maddelerini ve hatta polimer bilesiminin tüm takviye edici dolgu maddelerini içerebilir.

Ancak bulusa göre bu silika, istege bagli olarak özellikle örnegin Zeosil® Z1165MP veya Zeosil® Z1115MP (Solvay'dan ticari olarak temin edilebilir) gibi ticari olarak yüksek oranda dagilabilir bir silika gibi en az bir baska takviye edici dolgu maddesi ile kombine edilmis bir islemden geçirilmis çöktürülmüs silika (örnegin, alüminyum gibi bir katyondan "katkili" çöktürülmüs silika); örnegin alümin gibi baska takviye edici inorganik dolgu maddesi, hatta takviye edici organik dolgu maddesi, özellikle de karbon siyahi (istege bagli olarak örnegin silika gibi bir inorganik tabaka ile kaplanmis) ile birlestirilir. Bulusa göre silika, tercih edildigi üzere takviye edici dolgu maddesinin toplam agirliginin agirlikça en az %50`sini, hatta aslinda agirlikça en az %80'Ini olusturur.

Bulusun çöktürülmüs silikasini içeren bilesimler, çesitli ögelerin üretimi Için kullanilabilir.

Yukarida açiklanan (özellikle yukarida belirtilen vulkanizatlara dayanarak) polimer bilesiminin en az birini (özellikle dayandigi) içeren bitmis ögelerin sinirlandirici olmayan örnekleri, örnegin ayakkabi tabanlari (tercih edildigi üzere bir (silika/polimer) kuplaj ajaninin varliginda, örnegin trietoksisililpropil tetrasülfür), yer kaplamalari, gaz bariyerleri, aleve dayanikli malzemeler ve ayni zamanda kablo yollari için silindirler, evsel elektrikli cihazlar için contalar, sivi veya gaz borulari için contalar, fren sistemleri sizdirmazlik elemanlari, borular (esnek), kiliflar (özelikle kablo kiliflari) kablolar, motor destekleri, batarya ayiricilar, konveyör kayislari, iletim kayislari veya tercih edildigi üzere, özellikle lastik disleri olmak üzere lastikler (özellikle hafif araçlar veya agir araçlar için (örnegin kamyonlar) gibi mühendislik bilesenlerini içerir.

Herhangi bir patentin, patent basvurusunun ve yayinlarin açiklanmasi, bir terimin muglak kalmasi durumunda, mevcut basvurunun tarifnamesiyle uyusmazsa, mevcut Bulus simdi, bulusun kapsamini sinirlandirici olmayan ve yalniz gösterme amaçli olan sekilde asagidaki örneklerle daha detayli olarak açiklanacaktir. ÖRNEKLER Prosese göre bir silika süspansiyonu, EP520862 Örnek 12 içinde açiklanan prosese göre hazirlandi.

Silika süspansiyonu filtrelendi ve bir filtre presinde yikandi ve daha sonra ayni filtre üzerinde 5.5 bar basinçta sikistirilmaya tabi tutuldu.

Sivi hale getirme öncesinde metilglutarik asidin su içinde bir solüsyonu 2-metilglutarik asidin (%95 saflik) çözünmesi (35°C'de) araciligiyla hazirlandi.

Filtre keki, 47 gram metilglutarik asit çözeltisi (agirlikça %1.0 2-metilglutarik asit karisimi/Si02 orani) kekine es zamanli olarak sürekli olarak kuvvetlice karistirilan bir reaktör içerisinde sivi hale getirme islemine tabi tutuldu.

Bu dagitilmis kek daha sonra asagida belirtilen ortalama akis hizi ve sicaklik kosullari altinda 1 barlik basinç ile 2.5 mm”lik bir nozül yoluyla dagitilan kekin püskürtülmesi ile bir nozül atomizeri kullanilarak kurutuldu: Ortalama giris sicakligi: 300°C Ortalama çikis sicakligi: 145°C Bulusa göre elde edilen silika S1'in özellikleri (büyük ölçüde küresel boncuklar), asagidaki gibiydi: polikarboksilik asit + karboksilat içerigi (C) (%) 0.41 Alüminyum (Al) içerigi (%) 164 Su alimi (%) 9.0 v2/v1 (%) 55.8 pH 4.3 KARSILASTIRMALI ÖRNEK 1 Örnek 1'de belirtilen ayni prosedürü takiben, filtre keki, maleik asit içeren 45 gramlik bir çözeltinin (agirlikça %10 maleik asit/Si02 orani) kekine es zamanli olarak sürekli olarak kuvvetlice karistirilan bir reaktör içerisinde sivi hale getirme islemine tabi tutuldu.

Bu dagitilmis kek daha sonra asagida belirtilen ortalama akis hizi ve sicaklik kosullari altinda 25 barlik basinç ile 1.5 mmylik bir nozül yoluyla dagitilan kekin püskürtülmesi ile bir nozül atomizeri kullanilarak kurutuldu: Ortalama giris sicakligi: 250°C Ortalama çikis sicakligi: 140°C Elde edilen silika CS1'in özellikleri (büyük ölçüde küresel boncuklar seklinde), asagidaki gibiydi: polikarboksilik asit + karboksilat içerigi (C) (%) 0.34 Alüminyum (Al) içerigi (%) 168 Su alimi (%) 9.0 v2/v1 (%) 59.7 PH 3.4 ÖRNEK 2 VE KARSILASTIRMALI ÖRNEK 2 SBR-bazli elastomerik bilesimlerin hazirlanmasinda asagidaki maddeler kullanildi: stiren ünite ile; -20°C çevresinde Tg; yag agirligiyla %375 +/- 2.8 ile genisletilmis 100 phr SBR 81: Örnek 1'e göre hazirlanan mevcut bulusa göre çöktürülmüs silika CS1: Karsilastirmali Örnek 1`e göre hazirlanan çöktürülmüs silika Kuplaj ajani: Lehvoss France Sarl'den Luvomaxx TESPT Plastiklestirici: Nynasltan Nytex 4700 naftenik plastiklestirici Antioksidan: N-(1 ,3-DimetilbütiI)-N-feniI-pa ra-fenilendiya min; Flexsys'en Santoflex 6-PPD DPG: Difenilguanidin; RheinChemie'den Rhenogran DPG-8O CBS: N-SiklohekziI-2-benzotiyazolsülfenamid; RheinChemie'den Rhenogran Asagidaki Tablo I'de gösterilen sekilde 100 elastomer (phr) parçasi basina agirlikça ifade edilen elastomerik harmanlarin bilesimleri, asagidaki prosedüre göre bir Brabender tipi (380 ml) dahili mikserinde hazirlandi.

Kauçuk bilesimlerin hazirlanmasi için prosedür SBR ve dogal kauçuk bilesimlerin hazirlanmasi, iki ardisik hazirlama asamasinda yürütüldü: birinci asama, yüksek sicaklikta termo-mekanik çalismayi içerir, ardindan ikinci asama, 110°C'den az sicakliklarda mekanik çalismayi içerir. Bu asama, vulkanizasyon sisteminin uygulanmasini mümkün kilar.

Birinci asama, Brabender markali (380 ml kapasiteli) dahili mikser tipli bir karistirma cihazi kullanilarak yürütüldü. Dolum katsayisi 0.6'ydi. Baslangiç sicakligi ve rotorlarin hizi, yaklasik olarak 140-160°C olan düsen karistirma sicakliklarini elde etmek için her durumda ayarlandi.

Birinci asama esnasinda, ilk geçiste, elastomerin dahil edilmesi ve daha sonra kuplaj ajani ve stearik asit ile takviye edici dolgu maddesinin (bölüme dahil edilerek) ilave edilmesi mümkündü. Bu geçis için süre, 4 ve 10 dakika arasindaydi.

Karisimin sogutulmasindan sonra (100°C'den düsük bir sicakliga) ikinci geçis, çinko oksidi ve koruyucu ajanlari/antioksidani dahil etmeyi mümkün kildi. Bu geçisin süresi 2 ile 5 dakika arasindaydi.

Karisimin sogutulmasindan sonra (100°C'den düsük bir sicakliga), karisima vulkanizasyon sistemi (sülfür ve CBS gibi hizlandiricilar) eklendi. Ikinci asama, önceden 50°C'ye isitilmis bir açik degirmende yürütüldü. Bu asamanin süresi 2 ile 6 dakika arasindaydi.

Her bir bitmis karisim daha sonra 2-3 mm kalinligindaki plaklar seklinde kaydedildi.

Tablo I Bilesim Örnek 2 Karsilastirmali Örnek. 2 BR 25.0 25.0 81 80.0 CS1 80.0 Kuplaj ajani 6.4 6.4 Plastiklestirici 7.0 7.0 Karbon siyahi (N330) 3.0 3.0 Stearik asit 2.0 2.0 Antioksidan 1.9 1.9 Bilesim Örnek 2 Karsilastirmali Örnek. 2 Daha sonra kürleme optimumunda (T98) vulkanize edilmis karisimlarin mekanik ve dinamik özellikleri, asagidaki prosedürlere göre ölçüldü.

Reolojik özellikler Ham karisimlarin viskozitesi Mooney viskozitesi, bir MV 2000 reometresi kullanilarak 100°C'de ham durumdaki bilesimlerde ölçüldü. Mooney gerilme-esneme hizi, NF ISO 289 standardina göre belirlendi.

Bir dakika boyunca ön isitma sonrasinda 4 dakikanin sonunda okunan tork degeri, Tablo Ilyde gösterilmistir (Mooney Large (1 +4) - 100°C'de). Test, 23 +/- 3°C sicaklikta gün ve 3 hafta boyunca yaslandirma sonrasinda ham karisimlar üzerinde yürütüldü.

Tablo II Bilesimler Örnek 2 Karsilastirmali Örnek 2 ML (1+4) - 100°C Baslangiç 76 83 Mooney esnemesi Baslangiç 0.323 79 85 Mevcut bulusun çöktürülmüs silikasi 81'i içeren bilesimlerin (Örnek 1), önceki teknigin çöktürülmüs silikasini içeren bilesimlere iliskin olarak azalmis baslangiç ham viskozitesi oldugu bulundu. Referans bilesimlere göre bulusa göre çöktürülmüs silika S1'yi ihtiva eden bilesimlerin indirgenmis viskozitesi, yaslanmadan sonra dahi muhafaza edilir.

Reometri Testi Için Prosedür Ölçümler, ham durumdaki bilesimlerin üzerinde gerçeklestirildi. Reoloji testi, NF lSO 3417 standardina göre bir Monsanto ODR reometresi kullanilarak 160°C'de yürütüldü.

Bu teste göre test bilesimi, 30 dakika süresince 160°C sicaklikta regüle edilen test haznesine konuldu (hazne tamamen dolduruldu) ve test haznesine dahil edilen bikonik rotorun düsük-genlikli (3°) osilasyonuna karsin bilesim yoluyla dirençli tork ölçüldü.

Asagidaki parametreler, zamanin bir fonksiyonu olarak torktaki varyasyon egrisinden tespit edildi: incelenen sicakliktaki bilesimin viskozitesini yansitan minimum tork (Tmin); maksimum tork (Tmaks); çapraz baglanma sisteminin ve gerekli oldugunda kuplaj ajanlarinin etkisi yoluyla elde edilen çapraz baglanma derecesini yansitan delta torku (AT = Tmaks - Tmin); tam vulkanizasyonun %98'ine denk gelen vulkanizasyon derecesini elde etmek için gerekli olan T98 süresi (bu süre, vulkanizasyon optimumu olarak alinir); ve incelenen sicakliktaki (160°C) minimum tork üzerinde torku 2 puan arttirmak için gerekli olan süreye denk gelen ve vulkanizasyonun baslamasindan önce bu sicaklikta ham karisimi muamele etmenin mümkün oldugu zamani yansitan yakma süresi TSZ. Örnek 2 ve Karsilastirmali Örnek 2'deki bilesimler için elde edilen sonuçlar, Tablo Ill”te gösterilmistir.

Tablo III Örnek 2 Karsilastirmali Örnek 2 Tmin (dN.m) 16.0 18.0 Tmaks (dN.m) 59.0 50.6 Delta torku (dN.m) 42.9 62 6.0 T98 (dakika) 26.5 28.2 Bulusa göre bilesimin (Örnek 2), reolojik özelliklerin tatmin edici kombinasyonunu gösterdigi bulundu. Özellikle, düsük bir ham viskoziteye sahipken, bilesimin islenebilirligini daha iyi yansitan, referans bilesiminden daha düsük bir minimum tork degerine ve daha yüksek bir maksimum tork degerine sahipti.

Mevcut bulusun silika S1 kullanimi (Örnek 2) dolayisiyla vulkanizasyon davranisina zarar vermeden referans bilesimlere istinaden minimum viskoziteyi azaltmayi saglayabilir (ham viskozitedeki gelismenin göstergesi olan daha düsük minimum tork Vulkanizatlarin mekanik özellikleri Ölçümler, 160°C sicaklikta elde edilen optimal olarak vulkanize edilmis bilesimler (T98) üzerinde yürütüldü.

Tek eksenli gerilim testleri, bir lnstron 5564 cihazinda 500 mm/dak hizinda H2 tipindeki test örnekleri ile NF ISO 37 standardina göre yürütülmüstür. Gerilme dayaniminin x%'te ölçülen gerilmeye iliskin x% moduli, MPa olarak Ifade edildi. indeksi (RI) tespit edildi.

Vulkanizatlar üzerindeki Destek A sertliginin ölçümü, 15 saniyelik ölçüm süresi kullanilarak ASTM D 2240 standardina göre yürütüldü. Özellikler, tablo lV'te verilmistir.

Tablo IV Bilesimler Örnek 2 Karsilastirmali Örnek 2 RI 5.5 4.6 Bilesimler Örnek 2 Karsilastirmali Örnek 2 Destek A sertligi - 15 s (pts) 56 57 Bulusun silika içeren bilesimin (Örnek 2), referans bilesimle elde edilene göre mekanik özelliklerde iyi bir uyusmaya sahip oldugu bulundu. Örnek 2'deki bilesim, %10 ve %100 gerilmede nispeten düsük modüli ve yüksek %300 modülüs, dolayisiyla daha fazla takviye indeksi gösterdi.

Bulusun çöktürülmüs silikasinin kullanimi (Örnek 2), kontrol karisimina göre tatmin edici bir takviye seviyesi elde etmeyi mümkün hale getirmektedir.

Vulkanizatlarin dinamik özelliklerinin determinasyonu Dinamik özellikler, ASTM D5992'ye göre bir viskozite analizöründe (Metravib VA3000) Kayip faktörü (tan 5) ve kompresif dinamik kompleks modülüsü (E*) için degerler, vulkanize edilen numuneler üzerinde kaydedildi (95 mm2 çapraz kesit ve 14 mm yükseklik ile silindirik test örnegi). Numune, baslangiçta %10 ön gerilmeye ve daha sonra arti veya eksi %2 alterne sikistirmada sinüzoidal gerilmeye tabi tutuldu. Ölçümler, 60°C sicaklikta ve 10 Hz frekansta yürütüldü.

Basinçli kompleks modülüsü (E*, 60°C, 10 Hz) ve kayip faktörü (tan ö, 60°C, 10 Hz) belirlendi.

Kayip faktörü (tan 6) ve dinamik kayma elastik modülüsü (AG') için degerler, vulkanize edilen numuneler üzerinde kaydedildi (8 mm2 çapraz kesit ve 7 mm yükseklik ile paralel yüzlü test örnegi). Numune, 40°C sicaklikta ve 10 Hz frekansta çift alterne sinüzoidal kayma gerilimine tabi tutuldu. Gerinim genligi süpürme döngüleri; %01 ila %50'de disa dogru ve daha sonra %50'den %O.1'e geri dönecek sekilde hareket eden bir disa-geri dönen döngüye göre yürütüldü. Örnek 2 ve Karsilastirmali Örnek 2'nin bilesimleri için elde edilen veriler, Tablo Vite gösterilmistir. Geri dönüs gerilme genligi süpürmesinin verilerini gösterir ve kayip faktörünün maksimum degerine (tan ö maks geri dönüs, 40°C, 10 Hz) ve %0.1 ile %50 gerilme (Payne etkisi) degerleri arasindaki elastik modülüs genligine (AG', 40°C, 10 Hz) iliskindir.

Tablo V Bilesimler Örnek 2 Karsilastirmali Örnek 2 E*, 60°C, 10 HZ (MPa) 5.8 6.5 Mevcut bulusun silika Si'in kullanimi (Örnek 2), 60°C'de kayip faktörünün maksimum degerini iyilestirmeyi mümkün hale getirmistir.

Tablolar lI ila V'teki veriler; bulusun çöktürülmüs silikasini içeren bilesimlerin, özellikle zaman içerisinde büyük ölçüde kararli halde kalan ham viskozitedeki kazanim olmak üzere referans bilesimlere göre islem, takviye ve histerez özelikleri açisindan iyi bir uyusma ile karakterize edildigini göstermektedir.

Claims (1)

1. ISTEMLER . Çöktürülmüs silika üretimine yönelik bir proses olup asagidaki adimlari içerir: en az bir silikat ile en az bir asitlestirici ajanin bir silika süspansiyonu saglamak üzere reaksiyona girmesi; söz konusu silika süspansiyonunun bir filtre keki elde etmek için filtrasyona dahil edilmesi; söz konusu filtre kekinin bir sivi hale getirme asamasina dahil edilmesi, söz konusu sivi hale getirme asamasi, çöktürülmüs bir silika süspansiyonu elde etmek için bir alüminyum bilesigi eklemesi olmadan gerçeklestirilir; ve istege bagli olarak sivi hale getirme asamasindan sonra elde edilen çöktürülmüs silikanin kurutulmasi; özelligi bir metilglutarik asidin sivi hale getirme asamasi esnasinda veya sonrasinda filtre kekine ilave edilmesi ile karakterize edilmesidir. . Istem 1'in prosesi olup, özelligi en az bir silikatin en az bir asitlestirici ajan ile reaksiyona girmesi asamasinin asagida belirtilen asamalari kapsamasidir: (i) reaksiyona dahil olan silikanin toplam miktarinin en az bir kismini ve bir küvet içinde bir elektrolitin saglanmasi, söz konusu küvette en basta mevcut olan silikat konsantrasyonu (SIO2 olarak ifade edilir), 100 g/I'den azdir ve tercih edildigi üzere söz konusu küvette en basta mevcut olan elektrolit konsantrasyonu, 19 g/l'den azdir; (ii) reaksiyon ortami Için en az 7.0, özellikle 7.0 ile 8.5 arasinda, pH degeri elde etmek için söz konusu küvete bir miktar asitlestirici ajanin eklenmesi; (iii) daha sonra bir asitlestirici ajanin eklenmesini ve uygun olmasi halinde es zamanli olarak bir silika süspansiyonu elde etmek için reaksiyon ortamina kalan silikat miktarinin eklenmesi. . Bir metilglutarik asidi içeren ve 1500 ppm'i geçmeyen alüminyum içerigine sahip olan bir çöktürülmüs silikadir. . Istem 3'e göre çöktürülmüs silika olup, özelligi asagidaki unsurlar sahip olmasi ile karakterize edilmesidir: 80 ve 300 m2/g arasinda BET özgül yüzeyi, - toplam karbon olarak ifade edilen sekilde agirlikça en az %015, özellikle agirlikça en az %020 oraninda metilglutarik asit + ilgili karboksilat içerigi (C). Istem 3 veya 4'ten herhangi birine göre çöktürülmüs silika olup, özelligi en az Istemler 3 ila S'ten herhangi birine göre çöktürülmüs silika olupi özelligi asidin 2- metilglutarik asit olmasidir. Istemler 3 ila Siten herhangi birine göre çöktürülmüs silika olup, özelligi asidin 3- metilglutarik asit olmasidir. Istemler 3 ila 7'den herhangi birine göre çöktürülmüs silika olup, özelligi 43 mJ/mz'den az yüzey enerjisi st dagitim bilesenine sahip olmasi ile karakterize edilmesidir. Istemler 3 ila 8'den herhangi birinde tanimlandigi üzere veya istemler 1 ila 2'nin birinde belirtildigi üzere proses araciligiyla elde edilen bir çöktürülmüs silikanin polimerlere, özellikle elastomerlere yönelik takviye edici dolgu maddesi olarak kullanimidir. Istemler 3 ila 87den herhangi birinin veya istemler 1 ila 2'nin birinde belirtildigi üzere proses araciligiyla elde edilen çöktürülmüs silikayi içeren bir polimer bilesimidir. Istem 10'da belirtilen sekilde en az bir bilesimi içeren bir nesnedir. Bir ayakkabi tabani, bir yer kaplamasi, bir gaz bariyeri, bir aleve dayanikli malzeme, kablo yollari için bir silindir, evsel elektrikli aletler için bir conta, sivi veya gaz borulari için bir sizdirmazlik elemani, bir fren sistemi sizdirmazlik elemani, bir boru, bir kilif, bir kablo, bir motor destegi, bir batarya ayirici, bir konveyör kayisi, bir iletim kayisi veya tercih edildigi üzere bir lastigi içeren sekilde istem 11'in nesnesidir.