Silikon Dioksit, Silisyum Dioksit, Silika, Silicon Dioxide, Silica, E551, 7631-86-9, 14808-60-7, 112945-52-5, 60676-86-0, 99439-28-8

Silisyum Dioksit (SiO₂) – Silika - Silikon Dioksit

1. Genel Bilgiler

• Kimyasal Formül: SiO₂

• CAS Numaraları:

  • En yaygın: 7631-86-9

  • Alternatif: 14808-60-7, 112945-52-5, 60676-86-0, 99439-28-8

• Molekül Ağırlığı: 60.08 g/mol

• Doğal Formları: Kuvars, kum, opal, granit

• Görünüm: Şeffaf veya beyaz kristaller, amorf toz

2. Fiziksel ve Kimyasal Özellikler

3. Alternatif İsimler

• Silika

• Silisik Oksit

• Kuvars

• Silisyum (IV) Oksit

• Silika Kumu

• Fumed Silika / Pirojenik Silika

• Ticari: AEROSIL 200, Cabosil

• Gıda katkısı: E551

4. Kullanım Alanları

🔹 Gıda ve İlaç

• E551 (Anti-yığılma maddesi): Tuz, baharat, unlu mamuller, şekerli ürünlerde topaklanmayı önler.

• Farmasötik: Tablet ve kapsüllerde dolgu maddesi, akışkanlık artırıcı, nem emici.

• Kozmetik: Diş macunu, cilt bakım ürünlerinde kıvam artırıcı, aşındırıcı, yağ emici.

🔹 İnşaat ve Malzeme

• Cam: Pencere, şişe, cam elyafı üretiminde ana bileşen.

• Seramik: Fayans, porselen, refrakter malzemelerde yüksek sıcaklık dayanımı sağlar.

• Çimento: Portland çimentosunun temel bileşenlerinden biridir.

🔹 Elektronik

• Yarı İletkenler: Silikon gofret üretiminde kullanılır.

• Optik Fiber: Işık iletiminde yüksek şeffaflık sağlar.

• Mikroelektronik: MEMS ve entegre devrelerde dielektrik malzeme.

🔹 Enerji

• Güneş Panelleri: Monokristal ve polikristal silikon üretiminde.

• Lityum-İyon Piller: Destek malzemesi olarak.

• Yakıt Pilleri: Elektrolit bileşeni.

• Isı Yalıtımı: Fırın ve endüstriyel tesislerde yüksek sıcaklık izolasyonu.

🔹 Tarım

• Toprak Düzenleyici: Su tutma kapasitesini artırır, sıkışmayı azaltır.

• Bitki Sağlığı: Hücre yapısını güçlendirerek streslere karşı direnç sağlar.

• Haşere Kontrolü: Doğal böcek öldürücü olarak kullanılır.

🔹 Plastik ve Polimerler

• Dolgu Maddesi: Termoplastik, termoset ve elastomerlerde sertlik ve dayanıklılık artırır.

• Silikon Kauçuk: Mekanik ve elektriksel özellikleri iyileştirir.

🔹 Boya ve Kaplamalar

• Sertlik, aşınma direnci ve parlaklık artırır.

• Akışkanlık ve tesviyeyi iyileştirir.

• Yüksek sıcaklık kaplamalarında ısı direncini artırır.

🔹 Su Arıtma

• Filtrasyon: Safsızlıkları tutar.

• pH Düzenleyici: Nötr pH sağlar.

• Durultma: Koagülant olarak partikülleri çöktürür.

5. Sağlık ve Güvenlik

• E551 (Gıda Katkısı): EFSA ve FDA tarafından belirli limitler dahilinde güvenli kabul edilir.

• Riskler: Aşırı tüketimde sindirim sorunları veya alerjik reaksiyonlar görülebilir.

• Çalışma Ortamı: Toz formunda solunması uzun vadede akciğer sorunlarına yol açabilir (örn. silikozis).

6. Özel Form – Fumed Silika (AEROSIL 200)

• CAS: 112945-52-5

• Yapı: Amorf, submikron partiküller, yüksek yüzey alanı

• Özellikler: Hidrofilik, nem emici, tiksotropi ajanı

• Kullanım:

  • Epoksi sistemlerinde nem kontrolü

  • Tablet ve kapsül üretiminde akış düzenleyici

  • Diş macunu, kozmetik, yapıştırıcı, boya ve reçinelerde kıvam artırıcı

  • Güneş pilleri ve silikon kauçuk üretiminde katkı maddesi

7. Kullanım Talimatı

• Türkiye: Türk Gıda Kodeksi Gıda Katkı Maddeleri Yönetmeliği’ne uygun kullanılmalıdır.

• Uluslararası: İlgili ülke mevzuatları dikkate alınmalıdır.

• Uygulama:Uygulama: Minimum miktarlarla deneme yapılmalı, optimum kullanım oranı %0.2 – 2 aralığındadır.

🔬 Silikon Dioksit (SiO₂) Üretimi

1. Doğal Kaynaklardan Üretim

• Kuvars ve kum en yaygın doğal kaynaklardır.

• Bu hammaddeler öğütülür, saflaştırılır ve yüksek sıcaklıklarda eritilir.

• Elde edilen ürün cam, seramik veya yüksek saflıkta kuvars olarak kullanılır.

• Kullanım: Cam üretimi, inşaat malzemeleri, seramikler.

2. Endüstriyel Üretim Yöntemleri

🔹 Füme Silika (Aerosil, Cabosil)

• Hammadde: Silikon tetraklorür (SiCl₄) veya kuvars.

• Yöntem:

  1. SiCl₄ buhar fazında hidrojen ve oksijen alevinde hidrolize edilir.

  2. Submikron boyutlu, amorf silika partikülleri oluşur.

• Özellik: Çok yüksek yüzey alanı, nem emici, tiksotropik ajan.

• Kullanım: İlaç, kozmetik, epoksi reçineler, kauçuk takviyesi, boyalar.

🔹 Çöktürülmüş Silika (Precipitated Silica)

• Hammadde: Sodyum silikat çözeltisi.

• Yöntem:

  1. Sülfürik asit ile nötralizasyon yapılır.

  2. Silika çöker, ardından filtrelenir, yıkanır ve kurutulur.

• Kullanım: Diş macunu, gıda katkısı (E551), kauçuk endüstrisi.

🔹 Kolloidal Silika

• Yöntem: Alkali silikatların kontrollü hidrolizi.

• Form: Suda dağılmış nano boyutlu silika parçacıkları (stabil süspansiyon).

• Kullanım: Kaplamalar, katalizörler, cilalama ajanları.

3. Elektronik ve Enerji İçin Özel Üretim

• Bölge Ergitme (Zone Refining): Ultra saf silika elde edilir, yarı iletken gofret üretiminde kullanılır.

• Ark Fırını İndirgeme: Kuvars + karbon → metalürjik silikon. Bu silikon daha sonra oksitlenerek saf SiO₂ veya güneş pili üretiminde kullanılır.

4. Önemli Notlar

• Enerji Yoğun: Üretim süreçleri çok yüksek sıcaklık gerektirir.

• Saflık Kritik: Elektronik ve güneş paneli üretiminde %99.999 saflık şarttır.

• Mevzuat Uyumu: Gıda ve ilaç sektöründe EFSA, FDA ve Türk Gıda Kodeksi standartlarına uygun olmalıdır.

✅ Özetle:

• Doğal üretim: Kuvars ve kumdan.

• Kimyasal üretim: Füme, çöktürülmüş ve kolloidal silika yöntemleri.

• Özel üretim: Elektronik ve enerji sektörleri için ultra saf silika.

Silikon dioksit (SiO₂) ile silika aynı maddedir.

• Silika günlük ve endüstriyel kullanımda daha yaygın kullanılan isimdir.

• Silikon dioksit ise bu bileşiğin resmi kimyasal adıdır.

İkisi de silikon (Si) ve oksijen (O₂) atomlarından oluşan aynı bileşiği ifade eder. Doğada en çok kuvars ve kum formunda bulunur.

🔹 Küçük bir terminoloji farkı var:

• "Silikon" kelimesi bazen kafa karıştırır çünkü silikon ayrıca polimerik yapıda, kauçuk benzeri sentetik malzemeleri (örneğin silikon contalar, silikon yağlar) tanımlar.

• Silikon dioksit (silika) ise tamamen farklıdır: sert, mineral yapılı, cam ve kumun ana bileşeni.

Silisyum Dioksit (SiO₂) – Sektörel Uygunluk ve Kullanım Oranları:

Özet:

• Otomotiv sektörü için silika, özellikle boya ve kaplamalarda aşınma/korozyon direncini artırır.

• Silikon kauçuk parçalar (contalar, hortumlar) için dolgu maddesi olarak kullanılır.

• Efekt pigmentleri