水酸化アルミニウム(Al ( OH ) ₃)は、白色の化学化合物で、鉱物ギブサイト(ハイドラルジライトとも呼ばれる)とその3つの希少な多形体、バイエライト、ドイルアイト、ノルドストランダイトとして産出されます。水酸化アルミニウムは両性物質であり、塩基性と酸性の両方の性質を持ちます。密接に関連しているのは、酸化アルミニウム水酸化物(AlO(OH))と酸化アルミニウムまたはアルミナ(Al₂O₃)で、後者も両性物質です。これらの化合物は、アルミニウム鉱石であるボーキサイトの主要成分です。水酸化アルミニウムは水中でゼラチン状の沈殿物を形成します。
Al(OH) 3は、水酸基の二重層から構成され、アルミニウムイオンが2つの層の間の八面体空隙の3分の2を占めています。[ 5 ] [ 6 ] 4つの多形が認識されています。[ 7 ]すべて八面体アルミニウム水酸化物ユニットの層を持ち、層間には水素結合があります。多形は、層の積層の点で異なります。Al (OH) 3結晶のすべての形態は六方晶系です。
かつて水酸化アルミニウムと考えられていたハイドラルジライトは、リン酸アルミニウムである。しかしながら、ギブサイトとハイドラルジライトはどちらも水酸化アルミニウムの同じ多形を指し、ギブサイトは米国で最も一般的に使用され、ハイドラルジライトはヨーロッパでより頻繁に使用されている。ハイドラルジライトという名前は、ギリシャ語で水(hydr[o-])と粘土(argillos )を意味する言葉に由来する。
水酸化アルミニウムは両性物質である。[ 9 ]酸性条件下ではブレンステッド・ローリー塩基として作用し、酸を中和して塩を生成する。[ 10 ]
塩基中では、水酸化物イオンと結合することでルイス酸として作用します。 [ 10 ]

商業的に使用されている水酸化アルミニウムのほぼすべては、バイヤー法[11]によって製造されています。この方法では、ボーキサイトを最高270℃(518°F)の温度で水酸化ナトリウムに溶解します。廃棄物であるボーキサイト尾鉱は除去され、残ったアルミン酸ナトリウム溶液から水酸化アルミニウムが沈殿します。この水酸化アルミニウムは、焼成によって酸化アルミニウムまたはアルミナに変換できます。
残渣(またはボーキサイト尾鉱)は、主に酸化鉄で構成されており、残留水酸化ナトリウムのため非常に腐食性が高い。歴史的にラグーンに貯蔵されていたが、これが2010年にハンガリーのアジカアルミナ工場で発生した事故につながった。ダムが決壊し、9人が溺死、さらに122人が化学火傷の治療を受けた。泥は40平方キロメートル(15平方マイル)の土地を汚染し、ドナウ川にまで達した。泥は重金属の濃度が低いため無毒とみなされたが、関連するスラリーのpHは13であった。 [ 12 ]
水酸化アルミニウムは、ポリマー用途の難燃性充填剤として使用されています。無色(ほとんどのポリマーと同様)、安価、優れた難燃性を持つため、これらの用途に選ばれています。[ 13 ]水酸化マグネシウムとハンタイトおよびハイドロマグネサイトの混合物も同様に使用されます。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]これらの混合物は、 180 ℃(356 °F)~220 ℃(428 °F)付近の温度で分解を開始し(使用する水酸化アルミニウムの種類によって異なります)、その過程でかなりの量の熱を吸収し、水蒸気を放出します。水酸化アルミニウムの分解速度は温度の上昇とともに増加し、250 ℃(482 °F)で最大速度に達すると報告されています。[ 19 ]
難燃剤として作用するだけでなく、ポリエステル、アクリル、エチレン酢酸ビニル、エポキシ、ポリ塩化ビニル(PVC)、ゴム[ 20 ]、木材製品[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]など、幅広いポリマーにおいて煙抑制剤としても非常に効果的です。
過去には、沈殿したばかりのゼラチン状水酸化アルミニウムは、植物染料と不溶性の着色レーキ顔料を形成できるため、染色や捺染の媒染剤として広く使用されていました。[ 9 ]
水酸化アルミニウムは、焼成アルミナ、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化アルミニウム、ゼオライト、アルミン酸ナトリウム、活性アルミナ、硝酸アルミニウムなどの他のアルミニウム化合物の製造原料である。[ 6 ]
新たに沈殿した水酸化アルミニウムはゲルを形成し、これが水浄化における凝集剤としてのアルミニウム塩の応用の基礎となる。このゲルは時間とともに結晶化する。水酸化アルミニウムゲルは脱水(例えばエタノールなどの水混和性非水溶媒を使用)して、酸に容易に溶解する非晶質水酸化アルミニウム粉末を形成することができる。加熱すると活性アルミナに変化し、これは乾燥剤、ガス浄化における吸着剤、および触媒担体として使用される。[ 13 ]
「アルゲルドレート」という一般名で、水酸化アルミニウムはヒトや動物(主に猫や犬)の制酸剤として使用されています。炭酸水素ナトリウムなどの他の代替品よりも好まれるのは、Al(OH) 3 は不溶性であるため、胃の pH を 7 以上に上昇させず、胃からの過剰な酸の分泌を引き起こさないためです。商品名には、Alu-Cap、Aludrox、Gaviscon、Pepsamar などがあります。胃の過剰な酸と反応して胃内容物の酸性度を低下させ、[ 24 ] [ 25 ]潰瘍、胸やけ、消化不良の症状を緩和する可能性があります。このような製品は、アルミニウムイオンが消化管の平滑筋細胞の収縮を阻害し、蠕動運動を遅くして便が結腸を通過するのに必要な時間を長くするため、便秘を引き起こす可能性があります。[ 26 ]こうした製品の中には、相殺する下剤効果を持つ水酸化マグネシウムまたは炭酸マグネシウムを同濃度で配合することで、こうした影響を最小限に抑えるように作られているものもある。[ 27 ]
この化合物は、腎不全を患う人や動物の高リン血症(血液中のリン酸またはリン濃度の上昇)を制御するためにも使用されます。通常、腎臓は血液から過剰なリン酸をろ過しますが、腎不全はリン酸の蓄積を引き起こす可能性があります。アルミニウム塩は、摂取されると腸内でリン酸と結合し、吸収されるリンの量を減らします。[ 28 ] [ 29 ]
沈殿水酸化アルミニウムは、一部のワクチン(炭疽ワクチンなど)のアジュバントとして含まれています。水酸化アルミニウムアジュバントの有名なブランドの一つは、Brenntag Biosector 社製の Alhydrogel です。[ 30 ]タンパク質をよく吸収するため、保管中にワクチン中のタンパク質が沈殿したり容器の壁に付着したりするのを防ぎ、ワクチンを安定させる機能も果たします。水酸化アルミニウムは「ミョウバン」と呼ばれることもありますが、この用語は一般的にいくつかの硫酸塩のいずれかに使用されます。
水酸化アルミニウムを含むワクチン製剤は、免疫学的危険信号である尿酸の放出を誘導することで免疫系を刺激します。これにより、特定の種類の単球が強く引き寄せられ、樹状細胞に分化します。樹状細胞は抗原を取り込み、リンパ節に運び、T細胞とB細胞を刺激します。[ 31 ]これは良好なTh2応答の誘導に寄与するようで、抗体によってブロックされる病原体に対する免疫に有用です。しかし、多くの病原体に対する防御に重要な細胞性(Th1)免疫応答を刺激する能力はほとんどなく、[ 32 ]また、抗原がペプチドベースの場合にも有用ではありません。[ 33 ]
1960年代と1970年代には、アルミニウムがアルツハイマー病を含むさまざまな神経疾患に関連していると推測されていました。[ 35 ] [ 36 ]それ以降、複数の疫学研究では、環境中のアルミニウムや経口摂取したアルミニウムへの曝露と神経疾患との関連性は見つかっていませんが、これらの研究では注射されたアルミニウムは調査されていません。[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]
湾岸戦争症候群(GWI)を誘発したマウスを用いた実験で神経障害が発見された。米国軍に投与された量と同等の水酸化アルミニウムを注射したところ、脊髄および皮質内で反応性アストロサイトの増加、運動ニューロンのアポトーシスの増加、ミクログリアの増殖が認められた。 [ 40 ]