Alumiinisilikaatti

Alumiinisilikaatti (eli aluminiumsilikaatti) on yhteisnimitys joukolle kemiallisia yhdisteitä, jotka voidaan johtaa alumiinioksidista (Al2O3) ja piidioksidista (SiO2), usein hydratoituneina. Alumiinisilikaatteja esiintyy luonnossa mineraaleina, mutta niitä valmistetaan myös synteettisesti. Alumiinisilikaattien kemialliset kaavat voidaan esittää muodossa xAl2O3·ySiO2·zH2O, missä x, y ja z ovat positiivisia kokonaislukuja; z saattaa olla myös nolla. Savi koostuu suurimmaksi osaksi alumiinisilikaateista.[1]

Esimerkkejä
Faasidiagrammi, joka osoittaa, minkä lämpötilan ja paineen vallitessa alumiinidisilikaatin Al2SiO5 vakain kiteymisuoto on andalusiitti, kyaniitti tai sillmaniitti.

Tavallisimpia alumiinisilikaatteja ovat:

  • Al2SiO5 (Al2O3·SiO2), joka esiintyy luonnossa kolmena eri mineraalina, andalusiittina[2], kyaniittina[3] ja sillimaniittina.[4] Niillä on sama koostumus mutta toisistaan poikkeavat kiderakenteet.
  • Al2Si2O5(OH)4 (Al2O3·2SiO2·2H2O), joka esiintyy luonnossa kaoliniittina ja jota sanotaan myös alumiinihydroksisilikaatiksi.[5] Se on valkoista hienoa jauhetta, jota käytetään paperin ja kumin täyteaineena sekä maaleissa.[6] Kaoliini eli posliinisavi on savea, joka sisältää pääasiassa kaoliniittiryhmän mineraaleja.[5]
  • Al2Si2O7(OH)4 (Al2O3·2SiO2), joka tunnetaan nimellä metakaolinaatti. Sitä saadaan kaoliinista kuumentamalla sitä noin 450 °C:n lämpötilaan.[6]
  • Al6Si2O13 (3Al2O3·2SiO2), jonka nimi mineraalina on mulliitti. Saman koostumuksen omaava aine voi esiintyä eri kiderakenteissa, joista kuitenkin mulliitti on tavallisessa ilmanpaineessa ainoa termodynaamisesti stabiili.[7] Mulliittia on myös posliinissa.[8] Sitä sanotaan myös '3:2-mulliitiksi erotukseksi seuraavasta 2:1-mulliitista.'
  • Al4SiO8 (2Al2O3·SiO2), '2:1-mullitti[7]

Alumiinisilikaateista on erotettava aluminosilikaatit. Viimeksi mainitut muistuttavat rakenteeltaan tyypillisiä silikaatteja, jotka koostuvat SiO4-tetraedreista, mutta aluminosilikaateissa osa tetraedrien keskellä olevista piiatomeista on korvautunut alumiiniatomeilla.[9] Aluminosilikaatit on negatiivisesti varautuneita ioneja, minkä vuoksi sellaisia ioneja sisältävissä kiteissä on aina mukana myös positiivisia metalli-ioneja.

Alumiinisilikaatti komposiittimateriaalina ja kuituna

Alumiinisilikaatit ovat eräänlaisia kuitumateriaaleja, jotka koostuu alumiinioksidista ja piidioksidista. Tyypillisimmillään ne ovat pikemminkin lasimaisia kiinteitä liuoksia kuin kemiallisia yhdisteitä. Niiden koostumus ilmoitetaan usein painoprosentteina, jotka osoittavat, minkä verran niissä on alumiinioksidia ja minkä verran piidioksidia. Näitä kuitumateriaaleja on sideaineina irtonaisissa villoissa, huopapeitteissä, paperissa ja kartongissa. Niitä käytetään myös lämmöneristeinä teollisuudessa käytettävissä uuneissa.[10]

Elintarvikkeiden lisäaineina

Alumiinisilikaatin käyttö paakkuuntumisenestoaineena oli sallittua 31. tammikuuta 2014 saakka, jolloin se poistettiin sallittujen lisäaineiden luettelosta. Sen E-koodi oli E559.[11]

Lähteet
  1. Keraamit Opetushallitus. Arkistoitu 7.3.2019. Viitattu 5.4.2019.
  2. Kai Hytönen: ”Andalusiitti”, Suomen mineraalit, s. 48. Geologian tutkimuskeskus, 1999. Teoksen verkkoversio.
  3. Kai Hytönen: ”Kyaniitti”, Suomen mineraalit, s. 190. Geologian tutkimuskeskus, 1999. Teoksen verkkoversio.
  4. Kai Hytönen: ”Sillimaniitti”, Suomen mineraalit, s. 283. Geologian tutkimuskeskus, 1999. Teoksen verkkoversio.
  5. Kai Hytönen: ”Kaoliniitti”, Suomen mineraalit, s. 159. Geologian tutkimuskeskus, 1999. Teoksen verkkoversio.
  6. Dale L. Perry: Handbook of Inorganic Compounds. Taylor & Francis, 2011. ISBN 978-1-4398-1461-1.
  7. James F. Shackelford, R. H. Doremus: Ceramic and Glass Materials: Structure, Properties and Processing. Springer, 2008. ISBN 978-0-387-73361-6.
  8. Alumiinisilikaattiset polymorfit fi.gem.agency. Viitattu 6.4.2019.
  9. Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: ”Silikaatit”, Kemia, s. 335. Otava, 1993. ISBN 951-1-10136-6.
  10. Aulis Ranne, Markku Hänninen: ”Johdanto”, Kuitueristeet korkealämpötiloissa, toteutus ja käyttö, s. 9. Valtion teknillinen tutkimuskeskus, 1999. ISBN 951-38-5468-X. Teoksen verkkoversio.
  11. E449 Alumiinisilikaatti (kaoliini) Ruokavirasto. Arkistoitu 6.4.2019. Viitattu 5.4.2019.
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.