Состав, свойства и применение силиконовых масел

За последнее столетие человечество сделало огромный рывок в своем технологическом и техническом развитии. Ученые создали множество таких материалов, которые в природе не встречаются.

К числу синтезированных материалов относятся силиконы, наиболее известным и востребованных представителем которых является силиконовое масло.

Что такое силиконы и силиконовые масла?

Появлением термина «silicone» мы обязаны английскому ученому-химику Фредерику Киппингу. В 1901 году он предложил таким образом называть полидифенилсилоксан. Сейчас под этим названием подразумевают  целый класс кремнийорганических соединений (от названия кремния – Silicium).

Силиконы состоят из цепочек молекул разной длины, состоящих из неорганических групп «…Si-O-Si-O…» и органических радикалов, связанных с кремнием.

В зависимости от органических радикалов, молекулярного веса, длины цепочки, структуры, силиконовые составы могут находиться в форме жидкостей, резин, пластмасс, лаков.

Силиконовые масла – это кремнийорганические полимерные жидкости, которые по-научному называются олигоорганосилоксанами или полиорганосилоксанами. В качестве органических групп в них выступают радикалы  CH3, C2H5, C6H5 и другие.

Изменяя длину цепочки, а также состав и расположение органических групп, получают масла с самыми различными свойствами.

Так, вязкость состава зависит, главным образом, от длины основной цепи.

Свойства силиконового масла

Официальное название силиконовых масел в химии – олигоорганосилоксаны. Это химически инертные жидкости без цвета и запаха, которые обладают гидрофобными свойствами. Они устойчивы к воздействию большинства агрессивных сред. В качестве растворителей для них используют спирты или ароматические углеводороды.

В отличие от других материалов эти масла образуют на поверхности прочную непрерывную пленку, которая разделяет смазанную деталь от других сред, отталкивая воду и пыль.

Масла на основе кремнийорганических соединений также обладают набором следующих полезных эксплуатационных свойств:

  1. Широкий диапазон рабочих температур (до +200…+250 °C)
  2. Малое изменение вязкости в широком диапазоне температур
  3. Совместимость с большинством конструкционных материалов
  4. Высокие диэлектрические свойства
  5. Нетоксичность
  6. Низкий коэффициент поверхностного натяжения (высокая смачивающая способность)
  7. Низкое давление насыщенных паров
  8. Плохая воспламеняемость
  9. Высокая сжимаемость

Такое сочетание свойств является уникальным, не свойственным для материалов каких-либо других классов. Благодаря возможности путем синтеза легко получать кремнийорганические соединения с заданными свойствами эти масла стали необычайно популярны и востребованы в самых разных отраслях промышленности.

Масла марки ПМС

Наиболее популярны в промышленности полиметилсилоксановые жидкости, содержащие диметильные группы. Они выпускаются под названием ПМС. Название марки включает в себя также цифровое обозначение вязкости, которая может варьироваться в пределах 0,65…2 500 000 мм2/с.

Они обладают отличными диэлектрическими свойствами. Показатель электрической прочности составляет порядка 20 МВ/м. Материалы с вязкостью более 50 мм2/с практически не испаряются.

ПМС имеют чрезвычайно низкую теплоемкость, но хорошо проводят тепло. Материалы малой вязкости растворяются в ацетоне, этиленгликоле, этиловом и метиловом спирте, ксилене, эфире, метил-этил-кетоне, в метиленхлоридах и хлорофторуглеродах.

Масла марки ПЭС

Еще одна разновидность олигоорганосилоксанов, широко распространенная в промышленности – полиэтилсилоксаны, которые выпускаются под маркой ПЭС. В отличие от ПМС в их состав вместо диметильных групп введены этиловые радикалы.

Эти жидкости по сравнению с ПМС имеют улучшеyные смазывающие свойства и низкотемпературные характеристики, но более низкую термостойкость. Имеют более выраженную зависимость между вязкостью и температурой. Они хорошо совместимы с минеральными маслами.

Масла марки ПФМС

Масла этой марки имеют более сложную структуру молекул и содержат помимо диметиловых групп еще и фениловые радикалы.

Материалы ПФМС характеризуются малой испаряемостью, повышенной термостабильностью, хорошей смазывающей способностью в отношении некоторых материалов.

Являются хорошими диэлектриками. Они хорошо работают в диапазоне температур от -60 до +250 °C.

Применение масел

Область применения силиконового масла определяется совокупностью его физических и химических свойств.

Благодаря высокой текучести силиконовые масла хорошо проникают в узкие зазоры и эффективны при обслуживании цепных передач. Масла применяют для восстановоления эластичности и предотвращения старения резиновых уплотнений.

В нефтегазовой промышленности силиконовые жидкости широко применяются применяются с целью повышения безопасности работ и эффективности производства. Они используются в качестве пеногасителя, а также в качестве рабочей жидкости для гидрокомпенсаторов приборов для исследования скважин.

При обслуживании автомобилей они применяются для устранения скрипов в салоне, защиты от коррозии, вытеснения влаги.

Примеры использования жидкостей ПМС:

  1. В качестве трансформаторного масла
  2. В качестве разделительной жидкости в экструдерах и пресс-формах смазка при изготовлении изделий из пластмасс
  3. Смазывание ленточных конвейеров, в том числе на пищевых производствах
  4. Разделительная смазка между резиновыми и пластмассовыми поверхностями
  5. Составляющий компонент пеногасителей и других поверхностно-активных веществ
  6. Рабочая жидкость в гидравлических системах, трансмиссиях
  7. Тормозная жидкость
  8. Демпфирующие жидкости
  9. Теплоносители в теплообменных аппаратах
  10. Компоненты при изготовлении красок, клеевых и герметизирующих составов, покрытий
  11. Компоненты для производства оптического волокна, оптических и акустических устройств
  12. Пропитка тканей для придания им водоотталкивающих свойств

Масла марки ПЭС применяются в качестве:

  1. Базовых жидкостей для масел и пластичных смазок
  2. Рабочих жидкостей гидросистем
  3. Охлаждающих жидкостей при температурах -70…+150 °C
  4. Теплоносителей в открытых системах при рабочих температурах до +150…+200 °C, а в герметичных – до +180…+250 °C
  5. Антиадгезионной смазки
  6. Модификаторов, пластификаторов при производстве пластмасс, стеклопластиков, резинотехнических изделий
  7. Компонентов парфюмерной продукции

В качестве областей, где могут применяться силиконовые жидкости ПФМС, можно привести следующие:

  1. Высоковакуумные масла для диффузионных насосов
  2. Высокотемпературные и трудновоспламеняемые теплоносители
  3. Диэлектрики
  4. Базовый компонент для масел и смазок
  5. В газожидкостной хроматографии в качестве неподвижных фаз

Благодаря уникальным свойствам и универсальности силиконовые масла используются для производства или являются ключевыми компонентами самых современных продуктов. Возможность изменения структуры и состава, параметров образуемого полимерного слоя таких масел открывает неограниченные возможности при решении большого количества задач.

Не нашли интересующую Вас информацию? Задайте вопрос на нашем форуме.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here