Силиконовые жидкости. Виды и сферы применения
- Основные свойства силиконовых жидкостей
- Виды силиконовых жидкостей
Олигоорганосилоксаны представляют собой кремнийорганические полимеры. Их особенность заключается в том, что некоторые атомы углерода замещены атомами кремния. Силикон – более простое понятие для этих веществ, которое было введено в начале 20 века английским ученым Фредерикосм Киппингом.
Основную часть своих работ химик посвятил кремниевым полимерам и их соединениям, дав толчок для всемирного развития области синтетического каучука и силиконовых смазок.
Основные свойства силиконовых жидкостей
Силиконовые жидкости являются бесцветными, не растворимыми в воде, химически инертными веществами.
Они могут отличаться вязкостью, обладать разной температурой застывания и стеклования. Также материалы различаются по термостойкости и многим других параметрам.
Набор определенных свойств силиконовых жидкостей напрямую зависит от их разновидностей.
Силиконовые жидкости обладают:
- Отличными диэлектрическими свойствами
- Высокой смачивающей способностью
- Нетоксичностью
- Широким диапазоном рабочих температур
- Химической инертностью
- Высокой сжимаемостью
- Хорошей растворимостью
Виды силиконовых жидкостей
Полидиметилсилоксаны
Эти вещества отличаются наиболее маленькой зависимостью вязкости от температуры. В нашей стране полидиметлсилоксаны выпускаются под марками ПМС с индексом, который описывает степень вязкости. Она колеблется в пределах: от 0,65 до 2 500 000 мм2/с. Это напрямую зависит от уровня полимеризации.
Жидкости ПМС являются хорошими диэлектриками. Удельное сопротивление материалов равняется примерно 1x1015 Ом*см при температуре +20 °C. Кроме этого, их электрическая прочность составляет около 15-20 МВ/м.
Полидиметилсилоксаны работоспособны при температурах от -50 до +200 °C. Они почти не испаряются на открытом воздухе при наличии вязкости 50 мм2/с.
Также к преимуществам этих жидкостей относят малый коэффициент поверхностного натяжения, который составляет примерно 18-20 мН/м. Это позволяет использовать материал в качестве антипенных добавок в минеральные масла.
Полидиметилсилоканы применяются в роли охлаждающих и электроизоляционных сред в трансформаторах, выпрямителях и другом оборудовании. Также же они являются рабочими жидкостями гидравлических муфт, трансмиссий и тормозных систем.
В пищевой промышленности ПМС жидкости входят в состав клеев, герметиков, красок, покрытий и косметических средств благодаря своим пеногасительным свойствам.
Составы, имеющие вязкость 0,65-20 мм2/с, обладают высокой сжимаемостью и самым широким диапазоном рабочих температур. Именно поэтому они достаточно эффективны в роли теплоносителей в термообменниках.
В медицине успешно применяются как сами жидкости ПМС, так и изделия, которые изготовлены на их основе (клапаны, импланты, сосуды).
Полидиэтилсилоксаны
К не менее распространённой группой кремнийорганических жидкостей относят полидиэтилсилоксаны (ПЭС), вязкость которых может составлять от 1,5 до 1 000 000 мм2/с. В их составе этильные радикалы заменяют метильные.
От ПМС они отличаются более низкими температурами застывания и кипения. Например, ПЭС способна сохранять текучесть примерно до 140 °С. А зависимость вязкости от температуры у них значительно выше, чем у полидиметилсилоксанов.
Они также могут применяться в роли теплоносителей в открытых системах при температурах до +150…+200 °C, а в герметичных до +180…+250 °C.
Широкое применение в качестве основы для масел и смазок обусловлено отличными смазывающими свойствами полидиэтилсилоксанов, а также растворимостью в большинстве органических составах.
Они выступают в роли модификаторов, пластификаторов и антиадгезионных смазок при производстве пластмасс, стеклопластиков, резинотехнических изделий.
ПЭС не содержат в своём составе токсичных веществ, не раздражают кожу. Это позволяет добавлять их в состав косметической продукции.
Полиметил-фенилсилоксаны
Чтобы получить силиконовые жидкости с высокой устойчивостью к повышенным температурам и малой испаряемостью, усложняют структуру демитилсилоксанов, добавляя в их состав фенильные радикалы.
Полиметилфенилсилоксаны (ПФМС) долгое время работоспособны при температурах от -60 до +250 °C. Важнейшей характеристикой ПФМС является высокая термостабильность и хорошая смазывающая способность некоторых металлов.
ПФМС внешне представляют собой прозрачные или слегла желтоватые жидкости. Их часто используют в качестве основы для изготовления термостойких смазочных материалов. Также они успешно применяются в теплоносителях, электромеханизмах, диффузионных вакуумных насосах.
Силиконовые жидкости
Обе жидкости устойчивы к окислению, химически инертны, имеют низкое давление насыщенных паров при комнатной температуре. Они содержат малое количество легколетучих фракций и не меняют свойства в разных условиях эксплуатации, а также имеют долгий срок службы.
Кроме этого, жидкости EFELE могут быть использованы в качестве трансмиссионных жидкостей в высокотемпературных ходовых устройствах и инструментах.
EFELE SO-705 отличается от EFELE SO-704 более высоким содержанием фенильных групп. Это придает этому материалу лучшую термостойскость и более низкое давление насыщенных паров.