Свойства и применение силиконовых жидкостей

Свойства силиконовых жидкостей

Силиконовые жидкости образуют большую группу высокоэффективных олигомерных веществ, обладающих уникальными свойствами, свойственными только этому классу полимеров. Они не имеют аналогов среди известных природных и синтетических материалов.

Основные особенности силиконовых жидкостей:

• Низкие температуры стеклования и потери текучести (-60 °С … -130 °С)
• Высокая термостойкость (+200 °С … 350 °С)
• Низкое давление насыщенных паров и малая летучесть
• Отличные диэлектрические свойства
• Незначительная зависимость вязкости и других свойств от температуры
• Высокая сжимаемость и давление затвердевания
• Низкое поверхностное натяжение (18-26 мН/м)
• Выдающаяся гидрофобность и лиофильность
• Стабильность к окислению
• Способность сохранять водоотталкивающие свойства

Температура термоокислительного разрушения силиконовой жидкости, ее инертность или способность к реакциям, возможность смешивания с органическими веществами и смазочные свойства зависят от молекулярного состава и структуры силоксана (типа жидкости).

Типичные области применения силиконовых жидкостей

Силиконовые жидкости обычно используются для создания гидрофобного слоя на различных поверхностях, таких как стекло, керамика, ткани и бумага.

Также их применяют в гидроприводах и гидравлических муфтах сцепления. Полидиметилсилоксаны с низкой вязкостью позволяют значительно снизить общий вес гидравлической системы и уменьшить диаметр трубопроводов. Более вязкие силиконовые жидкости обеспечивают лучшую сжимаемость, позволяя создавать «жидкие пружины».

Некоторые силиконовые жидкости функционируют как смазочные масла или используются в составе пластичных смазок (иногда в комбинации с нефтяными или синтетическими органическими веществами). Эти смазочные материалы превосходят нефтяные масла по постоянству реологических свойств в широком диапазоне температур.

Благодаря высокой текучести силиконовые жидкости легко проникают в узкие зазоры и находят применение в обслуживании цепных передач. Часто их используют для восстановления эластичности и предотвращения старения резинок уплотнений.

Силиконовые жидкости также могут применяться как жидкие диэлектрики для трансформаторов, конденсаторов и радиоэлектронных элементов. Кроме того, они часто используются в качестве пеногасителей, антиадгезионных смазок и рабочих сред для вакуумных насосов.

В диффузионных вакуумных насосах значительно применяются силиконовые жидкости EFELE SO-704 и EFELE SO‑705.

Обе жидкости обеспечивают отличную устойчивость к окислению, химическую инертность и низкое давление насыщенных паров при комнатной температуре. Жидкости EFELE имеют минимальное количество летучих фракций, устойчивы к изменениям внешних условий и обладают длительным сроком службы.

Купить в интернет-магазине

Для ультравакуумных насосов, используемых в электронике, металлургии и при производстве оборудования, отлично подходит EFELE SO-704. Она также может использоваться как трансмиссионная жидкость в высокотемпературных механизмах и в различных инструментах. В авиакосмической отрасли EFELE SO-704 применяется в камерах моделирования условий космоса.

EFELE SO-705 нашла свое применение в металлургии, электронике, полимерной промышленности (при нанесении защитных покрытий) и в других областях.

Виды силиконовых жидкостей

Рассмотрим особенности трех основных групп силиконовых жидкостей.

Полидиметилсилоксаны (ПМС, или PDMS)

Полидиметилсилоксаны — это самый простой класс силиконовых жидкостей, который получил наибольшее распространение. Эти жидкости отличает значительно высокая текучесть. Вязкость при +20 °С варьируется от 0,65 до 1*10⁶сСт.

Диметилсилоксаны оптически прозрачны, обычно инертны, нетоксичны и негорючи.

Низкое поверхностное натяжение (18-20 мН/м) позволяет использовать PDMS как антипенные добавки в минеральных маслах.

Они также применяются в качестве охлаждающих и демпфирующих сред (в устройствах, работающих до -60 °С), а также как гидравлические и трансформаторные жидкости.

Полидиметилсилоксаны входят в состав шампуней (они придают волосам гладкость и блеск), используются как пеногасители в производстве пищевых продуктов, а также в составе клеев, герметиков и покрытий для водоотталкивающей пропитки тканей.

Полидиэтилсилоксаны (ПЭС)

Полидиэтилсилоксаны образуются при замене метильных радикалов у атома кремния на этильные. Это прозрачные жидкости с вязкостью от 1,5 до 1×10⁶ сСт и значительно более низкими температурами стеклования и застывания по сравнению с диметилсилоксами. Температура потери текучести ПЭС достигает -135 °С… 140 °С, что на 1.5-2 раза ниже, чем у ПМС.

Полидиэтилсилоксаны обладают хорошими смазывающими свойствами и растворимы в большинстве органических соединений, что обусловливает их широкое применение в качестве основы для масел и смазок.

Сохранение вязкости в широком диапазоне температур позволяет использовать полидиэтилсилоксановые жидкости как рабочие среды в диффузионных вакуумных насосах.

Полиметилфенилсилоксаны (ПФМС)

Полиметилфенилсилоксаны имеют более сложную структуру: помимо диметиловых групп, они содержат фенильные радикалы.

Все ПФМС представляют собой прозрачные бесцветные или слегка желтоватые жидкости. Наиболее вязкие варианты могут иметь оттенок от светло-желтого до светло-коричневого.

Полиметилфенилсилоксаны отличаются низкой испаряемостью, высокой термостабильностью и хорошими смазывающими свойствами. Они являются отличными диэлектриками и могут работать в температурном диапазоне от -60 до +250 °C.

ПФМС широко используются в вакуумных насосах, как масла-теплоносители и дисперсионные среды для термостойких смазочных материалов.

Рассмотренные выше и другие силиконовые жидкости (диметилхлорфенилсилоксаны, органоалкоксисилоксаны и др.) уже нашли применение в различных областях промышленности. Исследования и разработки свойств многих других классов кремнийорганических жидкостей продолжаются.

Например, многообещающими являются органосилоксановые жидкости с объемными радикалами на атоме кремния (такими как адамантил и карборан), а также органосилоксаны с гетерозвеньями, гетероциклами и гетероатомами.