Το λάδι σιλικόνης είναι ένα είδος υλικού σιλικόνης με πολλές ποικιλίες, σειρές και ευρύ φάσμα εφαρμογών. Το λάδι σιλικόνης χωρίζεται συνήθως σε δύο κατηγορίες: το συνηθισμένο λάδι σιλικόνης και το λάδι από τροποποιημένη σιλικόνη.
Δεδομένου ότι το λάδι διμεθυλ σιλικόνης είναι το κύριο σώμα του εμπορικού λαδιού σιλικόνης, μπορεί κάλλιστα να αντιπροσωπεύει τα γενικά χαρακτηριστικά του λαδιού σιλικόνης, επομένως αυτή η σειρά άρθρων λαμβάνουμε κυρίως το έλαιο διμεθυλ σιλικόνης ως παράδειγμα προς συζήτηση.
Πρώτον, τα χαρακτηριστικά ιξώδους του λαδιού σιλικόνης
Το λάδι σιλικόνης παρουσιάζει την καλύτερη σταθερότητα ιξώδους-θερμοκρασίας στα υγρά λιπαντικά, δηλαδή το ιξώδες του είναι λιγότερο ευαίσθητο στις αλλαγές θερμοκρασίας.
Η σχέση μεταξύ ιξώδους και θερμοκρασίας:
Η ευαισθησία του ιξώδους διαφόρων λαδιών σιλικόνης με τη θερμοκρασία αυξάνεται με την ακόλουθη σειρά:
Λάδι διμεθυλ σιλικόνης, λάδι σιλικόνης που περιέχει μεθυλ υδρογόνο <έλαιο αιθυλο μεθυλ σιλικόνης < χαμηλή περιεκτικότητα σε φαινυλέλαιο μεθυλφαινυλ σιλικόνης < μέτρια περιεκτικότητα σε φαινυλέλαιο μεθυλφαινυλ σιλικόνης, λάδι τριφθοροπροπυλ μεθυλ σιλικόνης < υψηλή περιεκτικότητα σε φαινυλέλαιο μεθυλφαινυλ σιλικόνης.
Η επίδραση της πίεσης στο ιξώδες:
Το ιξώδες του λαδιού σιλικόνης θα αυξηθεί με την αύξηση της πίεσης. Για παράδειγμα, σε ατμοσφαιρική πίεση, το ιξώδες του λαδιού διμεθυλοσιλικόνης είναι 100 mm²/s.
Το λάδι σιλικόνης έχει υψηλή συμπιεστότητα, ειδικά το έλαιο διμεθυλοσιλικόνης, λόγω της ασθενούς διαμοριακής δύναμης, ακόμη και υπό πίεση έως και 400MPa δεν θα στερεοποιηθεί.
Αλλαγή ιξώδους λαδιού διμεθυλσιλικόνης υπό υψηλή πίεση
Η επίδραση της διατμητικής τάσης στο ιξώδες:
Η αλλαγή του ιξώδους του λαδιού σιλικόνης επηρεάζεται από την τάση διάτμησης, η οποία εξαρτάται από το αρχικό ιξώδες του λαδιού σιλικόνης. Το ιξώδες του λαδιού διμεθυλοσιλικόνης χαμηλού ιξώδους δεν αλλάζει πολύ σε υψηλή ταχύτητα διάτμησης, ενώ το ιξώδες του λαδιού σιλικόνης υψηλού ιξώδους μειώνεται με την αύξηση του ρυθμού διάτμησης, επειδή τα μόρια είναι πιο διατεταγμένα στην κατεύθυνση ροής, μειώνοντας την τριβή.
Η επίδραση της μοριακής μάζας:
Με την αύξηση της μοριακής μάζας του λαδιού σιλικόνης, η επίδραση της διατμητικής τάσης στο ιξώδες είναι πιο σημαντική.
Ανάκτηση μετά την κοπή:
Μετά τη διάτμηση, ο μοριακός προσανατολισμός του λαδιού σιλικόνης θα ανακάμψει σταδιακά με την πάροδο του χρόνου, με αποτέλεσμα να υπάρχει καθυστέρηση στο φαινομενικό ιξώδες.
Μακροπρόθεσμη σταθερότητα:
Το εγγενές ιξώδες του λαδιού διμεθυλοσιλικόνης αλλάζει ελάχιστα όταν υποβάλλεται σε δύναμη διάτμησης για μεγάλο χρονικό διάστημα. Για παράδειγμα, στα υδραυλικά συστήματα, ακόμη και μετά από μεγάλο κύκλο τάσης, η μείωση του ιξώδους είναι πολύ μικρότερη από αυτή του γενικού ορυκτελαίου.
Δεύτερον, η πυκνότητα και ο όγκος του λαδιού σιλικόνης
Σχετική πυκνότητα και μοριακό βάρος:
Η σχετική πυκνότητα του λαδιού σιλικόνης αυξάνεται με την αύξηση της μοριακής μάζας ή του ιξώδους και τελικά τείνει σε μια σταθερή τιμή. Για λάδι διμεθυλοσιλικόνης, όταν το ιξώδες στους 25 βαθμούς C υπερβαίνει τα 350mm²/s, η σχετική πυκνότητά του τείνει να είναι σταθερή, περίπου 0,973.
Επιδράσεις των ομάδων αντικατάστασης:
Όταν η μεθυλική ομάδα αντικαθίσταται εν μέρει από την ομάδα φαινυλίου για να σχηματίσει έλαιο μεθυλφαινυλ σιλικόνης, η σχετική πυκνότητά της είναι υψηλότερη από αυτή του καθαρού ελαίου διμεθυλ σιλικόνης.
Επίδραση της θερμοκρασίας στη σχετική πυκνότητα:
Η σχετική πυκνότητα του λαδιού σιλικόνης μειώνεται τακτικά με την αύξηση της θερμοκρασίας.
Συντελεστής θερμικής διαστολής:
Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του λαδιού διμεθυλοσιλικόνης είναι μεγαλύτερος από αυτόν του νερού και του υδραργύρου και παρόμοιος με το ορυκτέλαιο. Ο συντελεστής μειώνεται με την αύξηση του βαθμού πολυμερισμού και του ιξώδους του λαδιού σιλικόνης. Όταν το ιξώδες υπερβαίνει τα 100 mm²/s, ο συντελεστής θερμικής διαστολής τείνει σε σταθερή τιμή.
Συντελεστής θερμικής διαστολής λαδιού μεθυλοφαινυλοσιλικόνης:
Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του λαδιού μεθυλοφαινυλο σιλικόνης είναι ελαφρώς χαμηλότερος από εκείνον του λαδιού διμεθυλοσιλικόνης.
Συντελεστής διαστολής όγκου λαδιού σιλικόνης (25-150 βαθμός )
Τρίτον, η θερμική αγωγιμότητα και η ειδική θερμοχωρητικότητα του λαδιού σιλικόνης
Θερμική αγωγιμότητα και μοριακή μάζα:
Η θερμική αγωγιμότητα του λαδιού σιλικόνης σχετίζεται με τη μοριακή του μάζα και το ιξώδες. Στη σειρά λαδιών διμεθυλοσιλικόνης, η θερμική αγωγιμότητα αυξάνεται με την αύξηση του ιξώδους, αλλά μετά την επίτευξη ενός συγκεκριμένου ιξώδους, η θερμική αγωγιμότητα τείνει να είναι σταθερή.
Τάσεις θερμικής αγωγιμότητας:
Για το λάδι διμεθυλοσιλικόνης, όταν το ιξώδες είναι χαμηλό, η θερμική αγωγιμότητα αυξάνεται σημαντικά με την αύξηση του ιξώδους. Για παράδειγμα, το εξαμεθυλοδισιλοξάνιο έχει θερμική αγωγιμότητα {{0}},099W/(m·K) στους 50 βαθμούς C, ενώ το λάδι διμεθυλοσιλικόνης με ιξώδες περίπου 100mm²/s έχει θερμική αγωγιμότητα 0,155W/ (m·K) στους 25 βαθμούς C.
Σταθερότητα θερμικής αγωγιμότητας:
Όταν το ιξώδες του λαδιού διμεθυλοσιλικόνης αυξάνεται περαιτέρω, η θερμική του αγωγιμότητα σχεδόν δεν αλλάζει πλέον και διατηρείται σε σχετικά σταθερή τιμή.
Σύγκριση θερμικής αγωγιμότητας:
Η θερμική αγωγιμότητα του λαδιού σιλικόνης είναι περίπου το ένα τέταρτο αυτής του νερού και παρόμοια με αυτή του βενζολίου και του τολουολίου.
Θερμική αγωγιμότητα λαδιού μεθυλοφαινυλοσιλικόνης:
Η θερμική αγωγιμότητα του λαδιού μεθυλφαινυλ σιλικόνης δεν διαφέρει από αυτή του λαδιού διμεθυλ σιλικόνης.
Ανεξαρτησία ειδικής θερμοχωρητικότητας και ενθαλπίας:
Η ειδική θερμοχωρητικότητα και η ενθαλπία του λαδιού διμεθυλοσιλικόνης σχεδόν δεν αλλάζουν με την αλλαγή του ιξώδους, το οποίο είναι σχετικά ανεξάρτητο από το ιξώδες.
