Силиконовое масло — это разновидность силиконового материала, имеющая множество разновидностей, серий и широкий диапазон применения. Силиконовое масло обычно делят на две категории: обычное силиконовое масло и модифицированное силиконовое масло.
Поскольку диметилсиликоновое масло является основной частью коммерческого силиконового масла, оно вполне может отражать общие характеристики силиконового масла, поэтому в этой серии статей мы в основном используем диметилсиликоновое масло в качестве примера для обсуждения.
Во-первых, вязкостные характеристики силиконового масла
Силиконовое масло показывает лучшую вязкостно-температурную стабильность среди жидких смазочных материалов, то есть его вязкость менее чувствительна к изменению температуры.
Связь между вязкостью и температурой:
Чувствительность вязкости различных силиконовых масел с температурой возрастает в следующем порядке:
Диметилсиликоновое масло, метилводородсодержащее силиконовое масло < этилметилсиликоновое масло < низкое содержание фенила в метилфенилсиликоновом масле < среднее содержание фенила в метилфенилсиликоновом масле, трифторпропилметилсиликоновое масло < высокое содержание фенила в метилфенилсиликоновом масле.
Влияние давления на вязкость:
Вязкость силиконового масла будет увеличиваться с увеличением давления. Например, при атмосферном давлении вязкость диметилсиликонового масла составляет 100 мм²/с.
Силиконовое масло обладает высокой сжимаемостью, особенно диметилсиликоновое масло, из-за слабых межмолекулярных сил даже под давлением до 400 МПа не затвердевает.
Изменение вязкости диметилсиликонового масла под высоким давлением
Влияние напряжения сдвига на вязкость:
На изменение вязкости силиконового масла влияет напряжение сдвига, которое зависит от начальной вязкости силиконового масла. Вязкость диметилсиликонового масла низкой вязкости не сильно меняется при высокой скорости сдвига, тогда как вязкость силиконового масла высокой вязкости снижается с увеличением скорости сдвига, поскольку молекулы более упорядочены в направлении потока, что снижает трение.
Влияние молярной массы:
С увеличением молярной массы силиконового масла влияние напряжения сдвига на вязкость становится более значительным.
Восстановление после резки:
После сдвига молекулярная ориентация силиконового масла со временем постепенно восстанавливается, что приводит к задержке кажущейся вязкости.
Долгосрочная стабильность:
Характеристическая вязкость диметилсиликонового масла мало меняется, когда оно подвергается сдвиговому усилию в течение длительного времени. Например, в гидравлических системах даже после длительного цикла нагрузки снижение вязкости намного меньше, чем у обычного минерального масла.
Во-вторых, плотность и объем силиконового масла
Относительная плотность и молекулярная масса:
Относительная плотность силиконового масла увеличивается с увеличением молярной массы или вязкости и со временем стремится к постоянному значению. Для диметилсиликонового масла, когда вязкость при 25 градусах Цельсия превышает 350 мм²/с, его относительная плотность имеет тенденцию быть постоянной, около 0,973.
Эффекты замены групп:
Когда метильная группа частично заменяется фенильной группой с образованием метилфенилсиликонового масла, его относительная плотность выше, чем у чистого диметилсиликонового масла.
Влияние температуры на относительную плотность:
Относительная плотность силиконового масла регулярно уменьшается с повышением температуры.
Коэффициент теплового расширения:
Коэффициент теплового расширения диметилсиликонового масла больше, чем у воды и ртути, и аналогичен минеральному маслу. Коэффициент уменьшается с увеличением степени полимеризации и вязкости силиконового масла. Когда вязкость превышает 100 мм²/с, коэффициент теплового расширения стремится к постоянному значению.
Коэффициент термического расширения метилфенилсиликонового масла:
Коэффициент теплового расширения метилфенилсиликонового масла немного ниже, чем у диметилсиликонового масла.
Коэффициент объемного расширения силиконового масла (25-150 градусов)
В-третьих, теплопроводность и удельная теплоемкость силиконового масла.
Теплопроводность и молекулярная масса:
Теплопроводность силиконового масла связана с его молярной массой и вязкостью. В ряду диметилсиликоновых масел теплопроводность увеличивается с увеличением вязкости, но после достижения определенной вязкости теплопроводность имеет тенденцию оставаться стабильной.
Тенденции теплопроводности:
Для диметилсиликонового масла при низкой вязкости теплопроводность значительно возрастает с увеличением вязкости. Например, гексаметилдисилоксан имеет теплопроводность {{0}},099 Вт/(м·К) при 50°С, а диметилсиликоновое масло с вязкостью около 100 мм²/с имеет теплопроводность 0,155 Вт/с. (м·К) при 25 градусах Цельсия.
Стабильность теплопроводности:
При дальнейшем увеличении вязкости диметилсиликонового масла его теплопроводность практически не изменяется и поддерживается на относительно постоянном значении.
Сравнение теплопроводности:
Теплопроводность силиконового масла составляет около четверти теплопроводности воды и аналогична теплопроводности бензола и толуола.
Теплопроводность метилфенилсиликонового масла:
Теплопроводность метилфенилсиликонового масла не отличается от теплопроводности диметилсиликонового масла.
Независимость удельной теплоемкости и энтальпии:
Удельная теплоемкость и энтальпия диметилсиликонового масла практически не изменяются с изменением вязкости, которая относительно не зависит от вязкости.
