Dank jahrelanger Erfahrung in der Zeolith-Produktion hat Silkem unter dem Markennamen ASORBIO® eine Reihe von aktivierten Zeolithen entwickelt und ist in den Markt für Zeolith-Adsorbentien und Molekularsiebe eingetreten. Die Produktpalette umfasst verschiedene Arten von zeolithaktiviertem Pulver (ZAP) und zeolithaktiviertem Granulat (ZAG). ZAPs bestehen aus reinen Zeolithkomponenten, während ZAGs Zusatzstoffe enthalten, hauptsächlich Bindemittel, um die Granulate hart und kompakt zu halten.
Eigenschaften von ASORBIO®
Aktivierte Zeolithe oder Molekularsiebe sind kristalline Aluminiumsilikate mit einer einzigartigen Struktur, die es ihnen ermöglicht, kristalline Wassermoleküle thermisch zu entfernen und eine poröse Struktur aus Kanälen und Hohlräumen zu bilden, die eine hohe Affinität zur Readsorption von Wasser und anderen polaren Molekülen aufweisen.
Aufgrund der hohen elektrostatischen Anziehungskräfte durch Kationen (wie Natrium, Kalium und Calcium) und der großen spezifischen Oberfläche (bis zu 1000 m2/g) können Molekularsiebe große Mengen an Wasser oder anderen Adsorbatmolekülen adsorbieren.
Eine weitere Eigenschaft von Molekularsieben ist ihre Fähigkeit, Komponenten, z. B. aus Gasgemischen oder in Flüssigkeiten, in Abhängigkeit von der Größe der Moleküle und der Affinität des Zeoliths zu diesen zu trennen. Die Poren und Hohlräume von Zeolithen sind ähnlich groß oder größer als viele Moleküle, was die Bindung und damit die Trennung von Molekülen anhand ihres kinetischen Durchmessers ermöglicht.
Die zweite Eigenschaft ist die Anziehungskraft oder Affinität des Zeoliths, die für einige bestimmte Moleküle stärker ist, als für andere. Beispiele hierfür sind die Erdölraffination, bei der lineare Kohlenwasserstoffe adsorbiert werden können, verzweigte Kohlenwasserstoffe jedoch aufgrund sterischer Hinderung nicht, sowie die Trennung von O2– und N2-Molekülen aufgrund der unterschiedlichen Affinität aufgrund ihrer Polarität.
Produktion von Aktivierten Zeolithen
Zeolite 3A hat eine Porengröße von 3 Ångström und wird durch Austausch der Kalium- und Natriumionen in Zeolith 4A hergestellt.
Zeolite 4A hat eine Porengröße von 4 Ångström und eine LTA-Kristallstruktur. Es ist auch die Grundlage für die Zeolithe 3A und 5A.
Zeolite 5A hat eine Porengröße von 5 Ångström und wird durch Austausch der Calcium- und Natriumionen in Zeolith 4A hergestellt.
Zeolite 13X hat eine Porengröße von 10 Ångström und eine FAU-Kristallstruktur.
Zeolite ZSM-5 hat eine Porengröße von 10 Ångström und ist deutlich hydrophob, d. h. es adsorbiert etwa zehnmal weniger Wasser als die anderen oben genannten Zeolithe. Man kann daher sagen, dass es organophile Eigenschaften (Affinität) aufweist und sich somit für die Adsorption volatiler organischer Verbindungen und für den Einsatz als Katalysator in der Erdöl- und Kunststoffindustrie eignet
ASORBIO® ZAP zeichnet sich durch seine kontrollierte Partikelgröße und die Abwesenheit von Verunreinigungen aus.
ASORBIO® ZAG hat eine ausgezeichnete Fließfähigkeit, eine höhere Schüttdichte, Benetzbarkeit und Selbstregenerationseigenschaften, verursacht keine Staubbildung und ist luftdurchlässig.
- High purity: the Al₂O₃ content typically exceeds 99%.
- High hardness: comparable to corundum (9 on the Mohs hardness scale), which makes it ideal for abrasive applications.
- Thermal stability: withstands extremely high temperatures, making it ideal for refractory materials.
- Chemical inertness: resistant to acids and bases, ensuring a long lifetime in harsh environments.
- Controlled particle size: available in different sizes for specific applications.
- Controlled specific surface area: can be adjusted to improve reactivity or inertness.
Anwendungen von zeolithaktivierten Pulvern ASORBIO® ZAP
Polyurethan
Zeolithaktivierte Pulver Asorbio® ZAP werden als Molekularsiebe zur Entfernung von Feuchtigkeit bei der Herstellung von Polyurethanprodukten eingesetzt, bei denen das Auftreten von Wassermolekülen negative Auswirkungen haben kann.
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Farben und Beschichtungen
Zeolithaktivierte Pulvermolekularsiebe ASORBIO® ZAP sind hochwirksame Additive zur Entfernung von Wassermolekülen bei der Herstellung von metallisch pigmentierten Farben und Beschichtungen.
Kunststoffrecycling
Die unterschiedlichen Porengrößen und hydrophilen oder hydrophoben Eigenschaften der kristallinen Struktur der Zeolith-Adsorbentien ASORBIO® ermöglichen es diesen, verschiedene unangenehme Gerüche zu adsorbieren, die bei der Verarbeitung und dem Recycling von Kunststoffabfällen entstehen.
Kosmetik
Zeolithe werden als Zusatzstoffe in Cremes, Lotionen und anderen wasserfreien Kosmetikprodukten verwendet, um einen wärmenden Effekt zu erzielen. Die Wasseradsorption an den Molekülen des mit zeolithaktivierten Pulvers ASORBIO® ZAP ist ein exothermer Prozess, bei dem sich der Zeolith erwärmt und Wärme abgibt.
Polymere Adsorbenten
Zeolithe in Polymermischungen werden als Adsorptionsmittel in pharmazeutischen und Lebensmittelverpackungen eingesetzt. Zeolithe (z. B. ASORBIO® ZAP-3A) werden zur Herstellung von Polymer-Abstandhaltern für Isolierglas verwendet.
Anwendungen von zeolithaktivierten Granulaten ASORBIO® ZAG
Trocknungsmittel
Molekularsiebe oder zeolithaktivierte Granulate ASORBIO® ZAG 4A sind hydrophile Zeolithe mit hoher Wasseranziehungskraft, wodurch sie sich als Trocknungsmittel in einer Vielzahl von Anwendungen eignen.
Gasreinigung
ASORBIO® ZAG Molekularsiebe ermöglichen die Adsorption, ein äußerst energieeffizientes Verfahren zur Trennung von Gasen. Die Druckwechseladsorption (PSA) wird zur Herstellung hochreiner Gase (O2, CO2, He, Ar, H2, usw.) mit Zeolithen eingesetzt.
Abwasserbehandlung
Zeolithe finden in der Abwasserbehandlung vielfältige Anwendung. Sie sind ausgezeichnete Ionenaustauscher, die große Mengen an Schwermetallen wie Zn2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+, Fe2+, Fe3+ aus Wasser entfernen können. Sie werden auch zur Stabilisierung des pH-Wertes eingesetzt.
Chemische Industrie
Zeolithaktivierte Granulate (z. B. ASORBIO® ZAG-MFI) werden in der chemischen Industrie als Katalysatoren in verschiedenen organischen und anorganischen Reaktionen, oder als Träger von Wirkstoffen in katalytischen Reaktionen eingesetzt.
ASORBIO® ZAP – Zeolithe Aktivierte Pulver
| Produkttyp | ZAP-3A | ZAP-4A | ZAP-5A | ZAP-13X | ZAP-MFI-30 | ZAP-PU | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Wasserfreier Feststoffgehalt, 1 h/800 °C | % | 98 ± 1 | |||||
| Wassergehalt (Feuchtigkeitsverpackung) | % | 2 ± 1 | 2 ± 2 | 2 ± 1 | |||
| SiO2/Al2O3 Molverhältnis | % | 2 | 2 | 2 | 2.5 | 30 ± 10 | 2 |
| Schüttgewicht | g/l | 350 ± 100 | 350 ± 200 | 350 ± 100 | |||
| Statische Wasseraufnahme (25 °C, RH=55 %, 24h) | % | 24 ± 3 | 30 ± 3 | – | 22 ± 3 | ||
| Durchschnittliche Korngröße d50 | µm | 4 ± 2 | 6 ± 4 | 5 ± 2 | |||
| Eigenschaften | Feines weisses Pulwer ohne sichtbare Verunreinigungen | ||||||
ASORBIO® ZAG – Zeolithe Aktivierte Granulate
| Produkttyp | ZAG-3A | ZAG-4A | ZAG-5A | ZAG-13X | ZAG-MFI | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Zeolithe (Wasserfreier Feststoffgehalt, 1 h / 800 °C) | % | 80 ± 3 | ||||
| Binder | % | 18 ± 2 | 18 ± 2 | 18 ± 2 | 18 ± 2 | |
| Wasser | % | 2 ± 1 | 1.5 ± 1 | |||
| Schütgewicht | g/l | 730 ± 70 | 730 ± 70 | 730 ± 70 | 680 ± 70 | 770 ± 50 |
| Statische Wasseradsorption (25 °C, RH=55 %) | % | 22 ± 3 | 22 ± 3 | 22 ± 3 | 27 ± 2 | max. 2.5 |
Alle oben genannten Produkte sind in den folgenden Korngrößen zur Verfügung:
| Partikelgrößenverteilung | mm | 1.6 – 2.5 | 2.0 – 3.5 | 3.0 – 5.0 |
| Härte | N | 20 ± 10 | 40 ± 20 | 60 ± 20 |
* Andere Granulation auch Möglich