Universidad Juárez Autónoma de
Tabasco
División Académica de Ciencias Básicas
Maestria En Ciencias En Química Aplicada
Fisicoquímica del proceso SOL-GEL
Presenta: Alina de Jesús Zurita Yduarte
Septiembre/2019
Proceso de Envejecimiento.
Gelación
Proceso en el cual la solución pierde fluidez de manera repentina
y toma la apariencia de un solido elástico, formando así el gel.
Polimerización
Procesos de cambio durante el envejecimiento.
Fase de
transformación
Endurecimiento
Existen 3 procesos de cambios durante del envejecimiento que
se dan justo después de la gelación.
Incremento en la conectividad de la red por
reaciones de condensación.
Si - OH + HO - Si
Polimerización
Si - O - Si
+ H2O
Durante las reacciones de condensación se
promueve la Hidrolisis y la Reesterificación.
Hidrolisis
SiOR + H2O
Si - OH + ROH
Reesterificacion
Si - OH + ROH
SiOR + H2O
Sinéresis
Encogimiento de la red del gel, producido
por la expulsión del líquido.
de los poros
Polimerización
Reacciones de encogimiento
1
Ti - OH + HO - Ti
Ti - O - Ti
+ H2O
Ti - O - Ti
+ ROH
2
Ti - OR + HO - Ti
Se pueden presentar dos tipos de sinéresis
Macro
sinéresis
Polimerización
Acelera el proceso de la
sinéresis.
Presenta un colapso de
la doble capa del SOL.
Se ve influenciada por
las fuerzas Van der
Waals.
Micro
sinéresis
Separación de fases en la
que los polímeros se
agrupan
y
crean
regiones de liquido libre.
En
orgánicos
turbidez.
compuestos
producen
Es un proceso de disolución y reprecipitación,
debido a las diferencias de solubilidad, entre
superficies con diferente radio de curvaturas.
-S
+S
Endurecimiento
En el resultado de la disolución-reprecipitación
desaparecen las partículas pequeñas y se llenan los
poros pequeños, de modo que el área interfacial
disminuye y el tamaño medio de poro aumenta.
También produce un crecimiento de los cuellos
entre las partículas, aumentando la fuerza y la
rigidez del gel sin embargo, no se produce
encogimiento.
Si el gel envejece a altas
condiciones de solubilidad
la
red
resiste
la
comprensión durante el
proceso de secado.
Endurecimiento
El proceso de endurecimiento se ve afectado por
los factores que afectan la solubilidad:
Temperatura
pH
Concentración
Solvente
Procesos de
transformación de fase
MICROSINERESIS
SEGREGACIÓN
DEL LIQUIDO
CRISTALIZACION
Proceso de Envejecimiento.
Los cambios estructurales que ocurren durante el
envejecimiento tienen efectos importantes en el
proceso de secado y la sinterización.
Se encogen y se
rompen menos.
Fuerza y Dureza
Los
geles
cristalinos
sinterizan más
lentamente que
los
geles
amorfos.
El proceso de envejecimiento
puede llevarse a cabo de forma
hidrotermal pero a
altas
temperaturas
produce
cristalización y engrosamiento.
Estructura.
Efecto de las condiciones de la solución sobre la evolución de la microestructura de los geles.
Composición
liquida
Temperatura
pH
Silicatos
Silicatos
Silicatos
Silicatos
0
