Silisik asit esteri
Silisik asit esterleri (KSE) olan esterleri ve silisik asitler . (Si (OR) 4 ) genel formülüne sahip ortosilik asit esterleri pratik öneme sahiptir . Bu bileşikler , silikon tetrahalidlerin (örneğin silikon tetraklorür ) gibi alkoller ile reaksiyonu ile oluşturulur . B. metanol ve etanol . Etanollü silisik asit esteri tetraetilortosilikat olarak adlandırılır. Silisik asit esterleri hidrolize olma eğilimindedir , ortosilik asit oluşur ve bu asit , amorf silikon dioksitin nihayet oluştuğu yoğunlaşma reaksiyonlarında (suyun eliminasyonu) polisilik aside dönüştürülür :
- Si (OC 2 H 5 ) 4 + 4 H 2 O → SiO 2 • n H 2 O + 4 C 2 H 5 OH
Doğal taşın korunması
Ana madde: Taş koruma
Silisik asit esterleri, hidroliz sırasında üretildiklerinden, doğal taşı ve alçıyı sağlamlaştırmak ve korumak için bina korumasında kullanılır, örn. B. Taştaki en ince çatlakları ve yarıkları bir silika jel filmi ( silisleşme ) ile kaplayan nem, silikon dioksit (SiO 2 ).
Tarihi
Avusturya'da 1900 civarında patenti alınan silisik asit esterleri ilk olarak İngiltere'de 1920 civarında taş konsolidasyonu için kullanıldı. Ancak bu uygulamalarla konsolidasyon açısından bir başarı tespit edilememiştir. Silisik asit esterleri 1960'ların başında Çekoslovakya'da tekrar toplandı ve Almanya'daki gelişimleri esas olarak Wacker-Chemie tarafından sağlandı . Almanya'da işlenen ilk taş nesne, Burgsteinfurth (Vestfalya) kalesinin kumtaşı koyudur.
Koruma yöntemi
Toksisiteleri nedeniyle günümüzde artık kullanılmayan ve metanolü ayıran tetrametil ortosilikatlara ek olarak , sadece daha az tehlikeli etanolü ayıran tetraetil ortosilikatlar kullanılır. Silisik asit esterin güçlendirici etkisi , kayanın gözenek boşluğunda köprü oluşturan, su içeren, amorf SiO 2 jellerinin oluşumuna dayanır . Aynı anda oluşan etanol atmosfere buharlaşır. Propylsilikaten'den salınan propanol , etanolden daha kötü buharlaşır.
Bir silisik asit esterin sertleşmesi, iki aşamada bir sol-jel işleminde gerçekleşir: İlk aşamada hidroliz gerçekleşir, ikinci aşama, yoğunlaşma ve polimerizasyon işlemleri yoluyla nihai jel oluşumuna götürür. Su varlığında hidroliz sırasında Etanol bölünür ve kararsız ortosilisik asit amorf, su içeren SiO olan oluşturulur, 2 jel kapalı bölme ile oluşturulur , su .
Olarak uygulama, hidroliz gerekir hızlandırılmış ekleyerek katalizörleri . Geçmişte kullanılan, asit veya bazın CFE'ye kullanımdan hemen önce eklenmesi gereken asidik ve alkalin katalize ek olarak , günümüzde organometalik bileşikler ( dibutiltin dilaurat ) genellikle kataliz için kullanılmaktadır . Organometalik bileşikler, hidrolizi asidik veya alkali katalizörlerden daha yavaş katalize eder, böylece uygulama hatalarından daha iyi kaçınılabilir. Alkali katalize edilmiş hidroliz , hızla hidrolize olan KSE ile bağlanırken restorasyonda rol oynamaya devam eder. Jel oluşmaya devam ederken, HO-Si yapılarındaki yoğunlaşma süreçleri, H 2 O bölünmesiyle düzensiz SiO 2 tetrahedral ağların oluşumuna yol açar .
Serbest OH gruplarının silika jelde sürekli olarak yoğunlaşması hacim kasılmalarına ve dolayısıyla gerilmelere yol açar . Jeldeki kohezif kuvvetler aşılırsa, poligonal, karakteristik bir çatlak sistemi gelişir. Bu çatlak sisteminin gelişmesi, işlenmiş taşların gözenek sisteminde, taşın higrik davranışını etkileyebilecek ikincil gözeneklilik oluşumuna yol açar . Jel oluşumu sırasında tam olarak reaksiyona girmeyen hidrofobik etil grupları nedeniyle, işlenmiş taş yüzeyler, birkaç yıl sürebilen bir başlangıç hidrofobikliği gösterir. CFE'nin hidrolizi, mineral yüzeylerdeki yapışkan su ile başlatılır. Bu nedenle, başarılı bir konsolidasyon için, kılcal yoğunlaşma olmadan belirli bir miktar sorpsiyon nemi gereklidir. Pratikte genellikle güçlendirilecek taşların yaklaşık yüzde 65 bağıl nemde şartlandırılması tavsiye edilir.
Piyasada farklı üreticilerden temin edilebilen silisik asit esterleri, katı içerikleri veya jel birikim hızları, çözücü içerikleri ve olası hidrofobik maddelerin ilaveleri bakımından farklılık gösterir ve uygulamaya bağlı olarak ayrı ayrı seçilir.
Amaç, katılaşmış taş malzemenin gevrekleşmesini azaltmak ve işlem görmüş yüzeylerde keseklerin oluşmasını önlemek için silisik asit esterini daha da geliştirmektir.
eleştiri
Bazı anıt koruma uzmanları, cephe güneş ışıması ve donma-çözülme döngüleri ile ısıtıldığında hidrofobikleştirme etkisiyle bağlantılı olarak üst katmanların güçlendirilmesi , soyulma ve kabuk oluşumuna yol açabileceğinden , doğal taşın aşırı silisleşmesine karşı uyarıda bulunur. tuz birikimi. Sonuç olarak, hava koşullarının neden olduğu gerilmelere bağlı olarak, katılaşmış katmanlar ve alttaki daha yumuşak malzeme arasında bir ayırma bağlantısı oluşabilir.
Bunu önlemek için, eklenen güçlendirici madde miktarı tam olarak dozlanmalı ve malzemeye mümkün olduğunca derinden nüfuz etmek için uygun önlemler alınmalıdır.
Bireysel kanıt
- ^ Konrad Fischer tarafından doğal taşın korunmasına ilişkin polemiklere Şubat 2016'da erişildi