Силиконовая жидкость. Ее особенности, разновидности и применение

В зависимости от молекулярной структуры силиконы делятся на 3 большие группы: смолы, эластомеры и жидкости. Рассмотрим подробнее последнюю категорию. Материалы, входящие в нее, являются жидкими кремнийорганическими полимерами, у которых вместо части атомов углерода имеются атомы кремния.

Далее речь пойдет об особенностях, которыми обладает силиконовая жидкость, ее видах и применении.

Особенности силиконовой жидкости

Данная группа материалов включает в себя высокоэффективные олигомерные вещества с уникальными свойствами. Они не встречаются ни в одном другом составе (ни в природном, ни в синтетическом).

Силиконовая жидкость представляет собой химически инертный материал, который не имеет цвета и не является водорастворимым.

Различные виды такого материала могут отличаться друг от друга вязкостью, температурами застывания и стеклования, термостойкостью и иными параметрами.

Силиконовая жидкость обладает следующими особенностями:

• Инертностью к химическим средам
• Работоспособностью в большом температурном диапазоне (от -60…-140 °C до +200…+350 °C)
• Высокой смачивающей способностью
• Низким давлением насыщенных паров
• Отличной диэлектрической способностью
• Превосходной способностью отталкивать воду (гидрофобностью)
• Нетоксичностью
• Устойчивостью к окислению
• Высокой лиофильностью
• Малой летучестью
• Высокими показателями давления затвердевания и сжимаемости
• Малым поверхностным натяжением
• Негорючестью

Многие характеристики силиконовой жидкости зависят от ее разновидности.

Разновидности силиконовой жидкости

Далее мы рассмотрим 3 вида силиконовой жидкости: полидиметилсилоксаны, полидиэтилсилоксаны, и полифенилметилсилоксаны.

Полидиметилсилоксаны

Эти материалы выпускаются под маркой ПМС с цифровым индексом, обозначающим величину вязкости. У таких жидкостей она в наименьшей степени зависит от температурных показателей и варьируется от 0,65 мм²/с до 2500000 мм²/с (исходя из степени полимеризации).

Работают ПМС при температурах -50…+200 °C. Эти материалы не являются токсичными, не воспламеняются, обладают высокими демпфирующими параметрами и коррозионной инертностью. Если вязкость состава превышает 50 мм²/с, то он практически не испаряется на открытом воздухе.

Кроме того, ПМС обладают хорошей диэлектрической способностью. Их удельное сопротивление (при +20 °C) составляет примерно 1*1015 Ом*см, а электрическая прочность – 15-20 МВ/м.

Низкий коэффициент поверхностного натяжения – одно из достоинств этого вещества – позволяет использовать его как антипенную добавку для минеральных масел.

Существуют и другие применения ПМС:

• В качестве электроизоляционных и охлаждающих сред в трансформаторах, магнетронах и выпрямителях
• Как рабочие жидкости для муфт, тормозных систем и трансмиссий
• В качестве пеногасителей на пищевых производствах
• Для изготовления красок, герметиков, покрытий, клеев, косметических и других средств
• Для медицинских целей (как в чистом виде, так и в составе клапанов, имплантов, сосудов и иных изделий)
• При изготовлении хлопковых и синтетических тканей для придания им мягкости, абразивной прочности и водоотталкивающей способности

Источник изображения: BranislavP / www.shutterstock.com

Силиконовые смазки на основе ПМС используются, например, при формовании и экструдировании деталей из пластических конструкционных материалов, для смазывания конвейерных лент, контактов между резиной и пластиком.

Полидиэтилсилоксаны

Эта группа кремнийорганических жидкостей также является распространенной. Вязкость полидиэтилсилоксанов (ПЭС) варьируется от 1,5 мм²/с до 1000000 мм²/с. В их молекулярной цепочке метильные радикалы заменены на этильные.

Составы данной категории обладают отличной смазочной способностью и растворяются во многих органических веществах. За счет этого такие жидкости широко востребованы в качестве основного компонента для смазочных материалов.

В отличие от ПМС, ПЭС обладают значительно более низкой температурой застывания (до -135…-140 °С). Однако, в сравнении с предыдущим видом силиконовых жидкостей, вязкость полидиэтилсилоксанов более зависима от температуры.

Примеры применений ПЭС:

• В качестве теплоносителей (в открытых системах ПЭС выдерживают температуры до +150…+200 °C, а в герметичных – до +180…+250 °C)
• В качестве пластификаторов, модификаторов и антиадгезионных смазочных материалов при изготовлении резинотехнических изделий, стеклопакетов и пластмасс
• Используются в кремах и иных косметических средствах (ПЭС не раздражают кожу и не являются токсичными)

Полифенилметилсилоксаны

Фенильные радикалы, добавленные в диметилсилоксаны, повышают термостабильность и снижают испаряемость силиконовых жидкостей.

Наиболее важным свойством полученных составов является их повышенная термическая стабильность. Они прозрачны (без цвета или с желтоватым оттенком), способны долго работать при температурах -60…+250 °C, а также хорошо смазывать некоторые металлы (например, сталь и латунь).

Полифенилметилсилоксаны (ПФМС) могут использоваться в следующих случаях:

• При обслуживании диффузионных вакуумных насосов, теплоносителей и электромеханизмов
• В качестве основы для производства термостойких смазок

В электронике, а также металлургической и полимерной отраслях промышленности широко применяются ультравысоковакуумные насосы. Для их обслуживания оптимально подходят силиконовые жидкости EFELE SO-704 и EFELE SO-705.

Оба этих состава характеризуются следующими особенностями:

• Низким давлением насыщенных паров при комнатной температуре
• Химической инертностью
• Устойчивостью к окислению
• Низким содержанием легколетучих фракций
• Способностью не менять свои свойства в различных условиях применения
• Длительным сроком службы

Данные продукты бренда EFELE можно применять в качестве трансмиссионных жидкостей для высокотемпературных ходовых механизмов и различных инструментов.

Отличие EFELE SO-705 от EFELE SO-704 заключается в повышенном содержании фенильных групп у первого материала. Такое преимущество позволяет ему создавать вакуум, степень которого выше, обладать лучшей термостойкостью и более низким давлением насыщенных паров.

Рекомендации по применению силиконовых жидкостей

В настоящее время силиконовые жидкости доступны в различных фасовках (в пузырьках, флаконах, банках, бутылках, канистрах, а также в таре большего объема). Выбор той или иной упаковки во многом зависит от задач и требуемой вязкости материала.

Используя силиконовые жидкости, необходимо учитывать определенные моменты:

• Крайне нежелательно допускать попадание этих материалов на участки поверхностей, не требующих обработки. Удалить такие жидкости достаточно сложно
• Не следует оттирать силиконовый состав салфеткой или ветошью. При этом способе он не удалится, а только размажется по поверхности более тонким слоем

Отмыть силиконовую жидкость самостоятельно могут помочь спиртовые растворы или нефтяные растворители (например, уайт-спирит). Однако даже они не дают стопроцентного результата. Что касается промышленных очистителей силиконов, то они наиболее эффективны, но при этом подходят не для всех видов жидкостей и поверхностей