Силиконовое масло

Жидкости на основе силикона, также называемые силиконовым маслом, обычно представляют собой прозрачные жидкости. Вязкость силиконовых масел может сильно варьироваться от 0,65 до 2 500 000 сСт, а также наблюдается незначительное изменение вязкости силиконовых жидкостей в широком диапазоне температур. Сильные диэлектрические свойства в широком диапазоне температур, низкое поверхностное натяжение, отсутствие запаха, низкая токсичность, растворимость во многих растворителях. Наиболее распространенными силиконовыми маслами являются линейные полисилоксановые соединения, которые ориентированы в спиральные цепи, легко скользящие и перемещающиеся друг относительно друга.

Химические свойства

Силиконовые масла состоят из линейной цепочки повторяющихся силоксановых звеньев (–Si–O) и различных боковых цепей (радикальных боковых групп). Из-за их вязкости и способности отталкивать воду их называют маслами. Силиконовые жидкости — это серия силиконовых жидкостей различной вязкости и превосходной чистоты. Для получения низковязкого силиконового масла используют кислую глину в качестве катализатора, если требуется получить высоковязкое силиконовое масло или вязкий материал, можно использовать щелочной катализатор. Их вязкость колеблется от 0,65 до 2 500 000 сСт, в зависимости от типа. В силиконовых маслах полимерные цепи, которые имеют очень высокую плотность метильных групп и, следовательно, низкую межмолекулярную ассоциацию, скользят и перемещаются друг относительно друга: масла являются жидкостями. Силиконовые масла могут использоваться как есть, в дисперсии или в эмульсиях.

Основные различия между силиконовыми маслами зависят от молекулярной массы (ММ), от длины линейной цепи, а также от химической структуры радикальных боковых групп, радикальных концевых групп полимерных цепей и распределения размеров цепей. Таким образом, каждый тип силиконового масла обладает специфическими химическими и физическими характеристиками. Поскольку между отдельными метилсиликоновыми цепями существуют лишь очень слабые межмолекулярные силы, они остаются жидкими в широких диапазонах их молекулярной массы.

Силиконовое масло нерастворимо в воде, метаноле, гликоле и этоксиэтаноле, взаимно растворимо с бензолом, диметиловым эфиром, метилэтилкетоном, четыреххлористым углеродом или керосином, слабо растворимо в ацетоне, диоксане, этаноле и бутаноле. Оно имеет небольшое давление паров, высокую температуру вспышки и самовоспламенения, низкую температуру замерзания.

Характеристики

Термостойкость: Силиконовые жидкости обладают выдающейся стабильностью к термическому окислению.

Морозостойкость: Силиконовые жидкости хорошо выдерживают низкие температуры. Метилфенилсиликоновая жидкость, разработанная для низкотемпературных применений, сохраняет текучесть даже при -65°C.

Стабильность вязкости: Вязкость силиконовых жидкостей незначительно меняется в широком диапазоне температур (от -60°C до 300°C).

Химическая стабильность: Силиконовые жидкости практически полностью химически инертны. Минимальное изменение физических свойств в широком диапазоне температур.

Инертность, неагрессивность, нетоксичность: Силиконовые жидкости практически не оказывают неблагоприятного воздействия на металлы и многие другие материалы.

Низкое поверхностное натяжение: Низкое поверхностное натяжение и, следовательно, высокая поверхностная активность. Силиконовые жидкости имеют гораздо более низкое поверхностное натяжение, чем вода и другие распространенные синтетические масла.

Хорошая растворимость: Хорошая растворимость в широком диапазоне растворителей.

В соответствии с типом органических групп, соответствующие характеристики применения следующие:

Типы

Согласно широкой классификации, силиконовые жидкости можно разделить на две категории: прямые силиконовые жидкости и модифицированные силиконовые жидкости. В наиболее часто используемом силиконовом масле все органические группы представляют собой метильные группы, называемые метилсиликоновым маслом.

По химической структуре

В зависимости от различной классификации заместителей в полисилоксановой цепи, силиконовое масло можно разделить на: метилсиликоновое масло, фенилсиликоновое масло, этилсиликоновое масло, гидроксисиликоновое масло, аминосиликоновое масло, гидросиликоновое масло, винилсиликоновое масло и полиэфирмодифицированное силиконовое масло, фторсиликоновое масло и многие другие типы.

По применению

С точки зрения применения, существуют демпфирующее силиконовое масло, силиконовое масло для диффузионных насосов, гидравлическое масло, изоляционное масло, теплоноситель, тормозная жидкость и т. д.

По состоянию при обработке

Первичные продукты — это силиконовые жидкости до обработки, включая четыре категории: гидроксисиликоновые жидкости, силиконовые функциональные силиконовые жидкости, углеродфункциональные силиконовые жидкости и нереактивные модифицированные силиконовые жидкости. Традиционно первые два типа называют линейными силиконовыми жидкостями, а последние два — модифицированными силиконовыми жидкостями.

Вторичные продукты изготавливаются из силиконовой жидкости в качестве сырья, загустителей, поверхностно-активных веществ, растворителей и добавок и т. д., и обрабатываются в смазки, эмульсии и растворы по специальным технологиям, такие как силиконовая смазка, силиконовая паста, пеногаситель, разделительное средство и т. д.

По форме

Силиконовая жидкость часто используется не отдельно, а в составе эффективного применения по специальной формуле; она используется не как сырье, а как вспомогательный материал для достижения определенного эффекта. В общем, на рынке представлены три основные формы силиконовой жидкости: чистая силиконовая жидкость, раствор и эмульсия.

Чистая силиконовая жидкость

Чистая силиконовая жидкость очень стабильна, термостойка, морозостойка, хорошо хранится, имеет высокую температуру вспышки и высокую температуру самовоспламенения, а также мало проблем с хранением и транспортировкой.

Силиконовая жидкость в состоянии раствора

В реальных условиях часто необходимо разбавлять раствор силиконовой жидкости, и пользователям неудобно самим готовить раствор. При использовании добавляют активные вспомогательные вещества (катализатор, сшивающий агент и др.) в раствор для удобства хранения и использования.

Силиконовая жидкость в состоянии эмульсии

Значительная часть силиконовых жидкостей или продуктов, содержащих силиконовую жидкость, на рынке представлена в виде эмульсии. По сравнению с силиконовой жидкостью в растворителе, она имеет преимущества низкой цены, негорючести и безвредности для здоровья.

Применение

Силиконовые масла имеют множество применений благодаря своим смазывающим, диэлектрическим и водоотталкивающим свойствам. Наиболее распространенными маслами, используемыми во многих областях, являются ПДМС (полидиметилсилоксан). Эти инертные масла используются в качестве гидравлических или демпфирующих жидкостей, диэлектрических хладагентов, жидкостей для передачи мощности, жидкостей электронного класса, теплоносителей или охлаждающих жидкостей, жидкостей для диффузионных насосов, пеногасителей, термостатических жидкостей, добавок для красок и бытовых продуктов, смазок (слабое фрикционное смазывание), разделительных средств и многих других.

CAS