硅油的特性、应用及再生

简要描述:硅油通常是指室温下保持液体状态的线性聚硅氧烷产品,其分子结构可以是直链的,也可以是支链的。其主键及支链均由-Si-O-Si-构成,其端基及侧基全为烃基(如甲基、乙基、苯基等)
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硅油通常是指室温下保持液体状态的线性聚硅氧烷产品,其分子结构可以是直链的,也可以是支链的。其主键及支链均由-Si-O-Si-构成,其端基及侧基全为烃基(如甲基、乙基、苯基等),因此可由相应的单体或中间体出发制取。部分烃基(包括侧基及端基)被氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、乙烯基等取代了的硅官能硅油,其制法有较大差别。硅油一般是无色(或淡黄色)、无味、无毒、不易挥发的液体,不溶于水、甲醇、乙二醇、可与苯、二甲醚、四氯化碳或煤油等互溶,稍溶于丙酮、二噁烷、乙醇和丁醇。 

硅油的特性

硅油具有很多特殊的性能:

1、耐热性好

聚硅氧烷分子中由于主链是由-Si-O-Si-键组成,具有与无机高分子类似的结构,其键能很高,所有具有优良的耐热性能。

2、耐氧化稳定性和耐候性好

3、电气绝缘性好

硅油具有良好的介电性能,随温度和周波数的变化,其电气特性变化很小。介电常数随温度升高而下降,但变化很少。硅油的功率因素低,随温度上升而增加,但随频率变化没有规则。体积电阻率随温度上升而下降。

4、疏水性好

硅油的主链虽由极性键Si-O组成,但因侧链上的非极性基烷基朝外定向排列,阻止水分子进入内部,其疏水作用。硅油对水的界面张力约为42达因/厘米,当扩散在玻璃上面时,由于硅油的抗水性,形成约103°的接触角,可与石蜡媲美。

5、粘温系数小

硅油的粘度低,而且随温度变化小,这与硅油分子的螺旋状结构有关。硅油是各种液体润滑剂中具有最好粘温特性的一类油,硅油这个特性对阻尼设备很有意义。

6、高抗压缩性

由于硅油分子的螺旋状结构特性和分子间距离大,所以具有较高的抗压缩性。利用硅油的这一特性,可用作液体弹簧,与机械弹簧比较,体积可大为缩小。

7、低表面张力

表面张力低是硅油的特性。表面张力低表示具有高的表面活性,因此,硅油具有优良的消泡抗泡性能、与其他物质的隔离性能和润滑性能。

8、无毒、无味和生理惰性

从生理学的观点来看,硅氧烷聚合物是已知的最无活性的化合物中的一种。二甲基硅油对生物是惰性的,与动物机体无排异反应。因此,它们在外科及内科、医药、食品和化学品等部门中已得到广泛的应用。

9、润滑性好

硅油具有作为润滑剂的许多优良性能,如闪点高、凝固点低、热稳定性、粘度随温度变化小、不腐蚀金属以及对橡胶、塑料、涂料、有机漆膜无不良影响和表面张力低、容易在金属表面铺展等特性。为了改善硅油的钢对钢的润滑性,可加入能混溶于硅油的润滑性添加剂。在硅氧烷链上引入氯苯基或用三氯丙基甲基取代二甲基可大大改进硅油的润滑性。

10、化学特性

硅油比较惰性,因为Si-C键很稳定。但是强氧化剂则很容易与之作用,尤其是高温下。硅油与氯气反应剧烈,对甲基硅油尤其如此,有时会爆炸性反应。Si-O键很容易因强碱或酸所断链,浓硫酸在低温时就很快反应,使硅氧烷链断开并附在其上。在这方面,带有高烷烃基团及苯基的硅油比较稳定,但浓硫酸会使苯基的苯-硅键断开并释出来。

硅油的应用

硅油按化学结构来分,包括甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氯硅油等。

从用途来分,则有阻尼硅油、扩散泵硅油、液压油、绝缘油、热传递油、刹车油等。

从加工状况可分为一次产品及二次产品。前者是指加工前的硅油产品,包括羟基硅油、硅官能硅油、碳官能硅油和非活性改性硅油四大类。习惯上,前两类称为线性硅油,后两类称为改性硅油;后者是以硅油为原料,配入增稠剂、表面活性剂、溶剂及添加剂等,并经特定工艺加工成的脂膏状物、乳液及溶液等产品,如硅脂、硅膏、消泡剂、脱模剂及隔离剂等。

硅油常常不是单纯使用,而是通过特殊配方做成有效的应用方式;不是作为原料使用,而是作为辅助材料以生产某种作用。一般来说,市场上的硅油有三种基本形式:纯硅油、溶液、乳液。

1)100%纯硅油。纯硅油是非常稳定的,耐热、抗冻、贮存性好,具有高的闪点和着火点,储存和运输问题很少。

2)溶剂。实际上往往需要稀释硅油溶液,而用户自己配置溶液不太方便。使用时,有时希望在溶液中加入活性的辅助剂(催化剂、交联剂等)以便于存储和使用。按需求可采用脂肪族、芳香族或氯化烃做溶剂。特殊情况下才采用其他种类的溶剂。高分子聚硅氧烷溶剂,浓度只能做到35%,否则粘度太大。

3)乳液。极大一部分硅油或含硅油的产品做成乳液形态,它与溶剂硅油对比,具有价廉、不易燃烧、对健康无毒等优点。和溶剂型不同,所有有机硅乳液都是“水包油”型(O/W型)非均相体系,它的外部封闭相是水相,硅油以极细微滴分散在水相中,很容易用水稀释至所需浓度以便使用。这种乳液的稳定性可通过尽量使微滴变细及乳化剂的稳定效应来达到。

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