Олигоорганосилоксаны – точное химическое название кремнийорганических полимеров, в которых некоторые атомы углерода замещены атомами кремния. Английский химик Фредерик Киппинг в начале 20 века ввел более простой термин «силикон».
Именно этот ученый, благодаря большому объему исследований кремниевых полимеров, поспособствовал всемирному развитию отрасли синтетического каучука и силиконовых смазок.
Существуют три основные группы силиконов в зависимости от молекулярной структуры. К ним относятся силиконовые жидкости, силиконовые эластомеры и силиконовые смолы.
Основные свойства силиконовых жидкостей
Силиконовые жидкости являются обширной группой высокоэффективных олигомерных веществ с определенными свойствами. Они присущи только этому классу полимерных соединений и не повторяются ни в одном природном или синтетическом материале.
Материал представляет собой бесцветную, химически инертную жидкость, которая не растворяется в воде.
Кремнийорганические жидкости могут обладать разной вязкостью, температурой застывания и стеклования, а также отличаться степенью термостойкости и другими свойствами.
Наиболее важные технические характеристики силиконовых жидкостей:
- Высокие диэлектрические свойства
- Низкое давление насыщенных паров
- Нетоксичность
- Широкий диапазон рабочих температур (-60 °C… +200-250 °C)
- Химическая инертность
- Отличная сжимаемость
- Высокая смачивающая способность
- Негорючесть
Те или иные конкретные свойства силиконовой жидкости напрямую зависят от ее разновидности.
Разновидности силиконовых жидкостей
Полидиметилоксаны
Полидиметилсилоксаны отличаются наименьшей зависимостью вязкости от температуры. Они выпускаются под марками ПМС с цифровым индексом, который обозначает величину вязкости. Данная характеристика колеблется в широких пределах: от 0,65 до 2 500 000 мм2/с. Это зависит от степени полимеризации.
Жидкости ПМС работоспособны при температурах от -50 до +200 °C. Они нетоксичны, негорючи, коррозионноинертны, а также имеют отличные демпфирующие свойства. Состав вязкостью более 50 мм²/с практически не испаряется на открытом воздухе.
Кроме этого, ПМС являются хорошими диэлектриками. Удельное сопротивление этих жидкостей составляет примерно 1x1015 Ом*см при температуре +20 °C, а электрическая прочность является 15-20 МВ/м.
К преимуществам этого материала относится малый коэффициент поверхностного натяжения. Это позволяет использовать состав в качестве антипенных добавок в минеральные масла.
Широкое применение полидиметилсилоксаны получили в роли охлаждающих и электроизоляционных сред в магнетронах, выпрямителях и трансформаторах. Также они выступают рабочими жидкостями для тормозных систем, муфт и трансмиссий.
В пищевой промышленности ПМС применяют в качестве пеногасителей. Данный вид силиконовых жидкостей входит в состав ряда косметических средств, клеев, покрытий, красок герметиков и т.д.
В медицине используются как и сами жидкости ПМС, так и изготовленные на их основе изделия: сосуды, клапаны, импланты и т.д.
При формовании и экструдировании изделий из пластических материалов, для обработки контактов между пластиком и резиной, смазывания конвейерных лент в основном применяются силиконовые смазки на основе ПМС.
Материал используют на текстильных предприятиях с целью смягчения хлопковых тканей и синтетики, а также для придания им абразивной прочности и водоотталкивающих свойств.
Полидиэтилсилоксаны
Полидиэтилсолоксаны (ПЭС) являются другой распространённой группой кремнийорганических жидкостей. Их вязкость составляет от 1,5 до 1 000 000 мм2/с. В их молекулярной цепочке этильные радикалы заменяют метильные.
Состав имеет отличные смазывающие свойства, а также растворим в большинстве органических соединений. Это обусловило его широкое применение в качестве основы для масел и смазок.
Полидиэтилсолоксаны, в отличие от ПМС, имеют гораздо более низкие температуры застывания и кипения. Их текучесть сохраняется при температуре до -140 °С. Однако зависимость вязкости от температуры у них значительно выше, чем у полидиметисилоксанов.
Также такие жидкости могут выступать в роли теплоносителей. Их рабочие температуры в открытых системах составляют до +150…+200 °C, а в герметичных – до +180…+250 °C.
Для производства пластмасс, стеклопакетов, резинотехнических изделий они используются в качестве модификаторов, пластификаторов и антиадгезионных смазок.
Полидиэтилсилоксаны нетоксичны и не раздражают кожу. Это позволяет вносить их в состав кремов и другой косметической продукции.
Полиметил-фенилсилоксаны
Чтобы получить силиконовые жидкости с более высокой термостабильностью и малой испаряемостью, усложняют структуру демителсилоксанов при помощи введения фенильных радикалов.
Такой материал может долгое время эксплуатироваться при температурах от -60 до +250 °C. Важнейшим свойством полиметилфенилсилоксанов (ПФМС) выступает повышенная термостабильность и хорошая смазывающая способность некоторых металлов. Например, соприкасающиеся стальные и латунные поверхности.
ПФМС представляют собой бесцветные прозрачные или желтоватые жидкости. Довольно часто их используют в качестве основы для изготовления смазочных материалов, устойчивых к высоким температурам. Кроме этого, они применяются в теплоносителях, диффузионных вауумных насосах и электромеханизмах.
Для ультравысоковауумных насосов, которые широко используются в электронике, металлургии, полимерной промышленности оптимально подходят силиконовые жидкости ПФМС EFELE SO-704 и EFELE SO-705.
Оба материала устойчивы к окислению, химически инертны, имеют низкое давление насыщенных паров при комнатной температуре. Они содержат малое количество легколетучих фракций, имеют длительный срок службы и не меняют свои свойства в разных условиях эксплуатации.
Жидкости EFELE также могут быть использованы в качестве трансмиссионных жидкостей в высокотемпературных ходовых механизмах и различных инструментах.
EFELE SO-705 отличается от EFELE SO-704 повышенным содержанием фенильных групп. Благодаря этому она обладает способностью создавать более высокий вакуум, имеет лучшую термостойкость и более низкое давление насыщенных паров.
Правила нанесения силиконовых жидкостей
Силиконовые жидкости выпускаются в флаконах, пузырьках, бутылках, банках, канистрах и более крупной таре. Выбор упаковки во многом зависит от вязкости и предназначением материала.
При работе с силиконовыми жидкостями рекомендуется соблюдать некоторые правила. Следует избегать попадания состава на участки, которые не подлежат обработке. Впоследствии их будет очень сложно полностью удалить.
Если пытаться оттереть жидкость ветошью или салфеткой, она просто размажется по поверхности более тонким слоем.
Чтобы отмыть жидкость самостоятельно, нужно воспользоваться спиртовыми растворами или нефтяными растворителями типа уайт-спирита. Но даже это не дает 100-процентного результата.
Промышленные очистители силиконов являются самыми эффективными, однако они справляются не со всеми видами жидкостей и подходят не для всех поверхностей.