silicaalkoksideja

Silikaalkoksideja ovat silikonin tetraalkoksidit, Si(OR)4, organosilicon-yhdisteitä, joita käytetään silica-precursor -aineina sol-gel -prosesseissa. Ne hydrolysoituvat vedessä silanoleiksi ja kondensevat muodostaen Si–O–Si-sidoksia, joista muodostuu amorfinen tai kerroksellinen silika-verkko. Reaktiot voivat johtaa sekä geeliin että kiinteään silikaväliin riippuen olosuhteista kuten veden ja alkoholin määrästä, pH:sta sekä katalyyteistä.

Yleisimmät esimerkit ovat tetraetyylioftisilikaatti TEOS (Si(OC2H5)4) ja tetrametyylioftisilikaatti TMOS (Si(OCH3)4). Lisäksi on käytössä muita alkoksidimuotoja, kuten metyylitrieoksisilikaatti MTES (CH3Si(OC2H5)3). Näitä yhdisteitä voidaan räätälöidä valitsemalla erisuuruisia alkohoiloryhmiä, mikä vaikuttaa hydrolyysin ja kondensaation nopeuteen sekä lopullisen silikan ominaisuuksiin.

Prosessissa TEOS:n tai muun alkoksidin hydrolyysi tuottaa silanoliryhmiä, jotka kondensoivat keskenään tai katalyyttisesti lisäyksen kautta Si–O–Si-sidoksia. Hydrolyysireaktio: Si(OR)4 + 4 H2O → Si(OH)4 + 4 ROH; kondensaatioreaktio: Si–OH + HO–Si → Si–O–Si + H2O. Näiden vaiheiden hallinta vaikuttaa esimerkiksi paksuuteen, porositeetti ja kiinteän silikaverkkojen sanot.

Käyttökohteita ovat sol-gel-levyjen ja -pinnoitteiden valmistus, silika-geelit, epäorgaaniset nanokomposiitit sekä korkean puhtauden vaativat aerogeleista ja xerogeleistä koostuvat materiaalit.

Turvallisuus ja käsittely: silikaalkoksideja ovat kosteutta herkkiä nesteitä, joiden hydrolyysi vapauttaa alkoholeja ja voi olla roiske- tai palovaarallinen. Ne tulee säilyttää kuivassa, tiiviisti suljettuina, suojassa kosteudelta. Hävittäminen ja käsittely on tehtävä asianmukaisesti.