Silikonsko ulje je vrsta silikonskog materijala s mnogo varijanti, serija i širokog raspona primjene. Silikonsko ulje se obično dijeli u dvije kategorije: obično silikonsko ulje i modificirano silikonsko ulje.
Budući da je dimetil silikonsko ulje glavni dio komercijalnog silikonskog ulja, ono može dobro predstavljati opće karakteristike silikonskog ulja, tako da u ovoj seriji članaka uglavnom uzimamo dimetil silikonsko ulje kao primjer za diskusiju.
Prvo, karakteristike viskoznosti silikonskog ulja
Silikonsko ulje pokazuje najbolju viskozitetno-temperaturnu stabilnost u tekućim mazivima, odnosno njegov viskozitet je manje osjetljiv na promjene temperature.
Odnos između viskoznosti i temperature:
Osjetljivost viskoziteta različitih silikonskih ulja s temperaturom raste sljedećim redoslijedom:
Dimetil silikonsko ulje, silikonsko ulje koje sadrži metil vodonik < etil metil silikonsko ulje < nizak sadržaj fenila u metil fenil silikonskom ulju < srednji sadržaj fenila u metil fenil silikonskom ulju, trifluoropropil metil silikonsko ulje < visok sadržaj fenila u metil fenil silikonskom ulju.
Uticaj pritiska na viskozitet:
Viskoznost silikonskog ulja će se povećati sa povećanjem pritiska. Na primjer, pri atmosferskom pritisku, viskozitet dimetilsilikonskog ulja je 100 mm²/s.
Silikonsko ulje ima visoku kompresibilnost, posebno dimetil silikonsko ulje, zbog slabe intermolekularne sile, čak i pod pritiskom do 400MPa neće se stvrdnuti.
Promjena viskoziteta dimetilsilikonskog ulja pod visokim pritiskom
Utjecaj posmičnog naprezanja na viskozitet:
Na promjenu viskoziteta silikonskog ulja utječe napon smicanja, koji ovisi o početnoj viskoznosti silikonskog ulja. Viskoznost dimetil silikonskog ulja niske viskoznosti ne mijenja se mnogo pri velikoj brzini smicanja, dok se viskoznost silikonskog ulja visokog viskoziteta smanjuje s povećanjem brzine smicanja, jer su molekuli uređeniji u smjeru protoka, smanjujući trenje.
Uticaj molarne mase:
Sa povećanjem molarne mase silikonskog ulja, uticaj posmičnog naprezanja na viskoznost je značajniji.
Oporavak nakon rezanja:
Nakon smicanja, molekularna orijentacija silikonskog ulja postepeno će se oporaviti s vremenom, što će rezultirati zaostajanjem prividnog viskoziteta.
Dugoročna stabilnost:
Intrinzična viskoznost dimetilsilikonskog ulja se malo mijenja kada je podvrgnuto sili smicanja duže vrijeme. Na primjer, u hidrauličkim sistemima, čak i nakon dugog ciklusa naprezanja, smanjenje viskoznosti je mnogo manje nego kod generalnog mineralnog ulja.
Drugo, gustina i zapremina silikonskog ulja
Relativna gustina i molekulska težina:
Relativna gustina silikonskog ulja raste sa povećanjem molarne mase ili viskoziteta i na kraju teži konstantnoj vrednosti. Za dimetilsilikonsko ulje, kada viskozitet na 25 stepeni C prelazi 350mm²/s, njegova relativna gustina teži da bude konstantna, oko 0,973.
Efekti zamjenskih grupa:
Kada je metil grupa djelomično zamijenjena fenil grupom kako bi se formiralo metil fenil silikonsko ulje, njena relativna gustoća je veća od gustine čistog dimetil silikonskog ulja.
Utjecaj temperature na relativnu gustinu:
Relativna gustina silikonskog ulja se redovno smanjuje sa porastom temperature.
Koeficijent toplinske ekspanzije:
Koeficijent toplinske ekspanzije dimetilsilikonskog ulja je veći od koeficijenta vode i žive, i sličan je mineralnom ulju. Koeficijent opada sa povećanjem stepena polimerizacije i viskoziteta silikonskog ulja. Kada viskozitet prelazi 100 mm²/s, koeficijent termičkog širenja teži konstantnoj vrijednosti.
Koeficijent toplinske ekspanzije metil fenil silikonskog ulja:
Koeficijent toplinske ekspanzije metil fenil silikonskog ulja je nešto niži od koeficijenta dimetil silikonskog ulja.
Zapreminski koeficijent ekspanzije silikonskog ulja (25-150 stepen)
Treće, toplinska provodljivost i specifični toplinski kapacitet silikonskog ulja
Toplotna provodljivost i molekulska masa:
Toplotna provodljivost silikonskog ulja povezana je s njegovom molarnom masom i viskozitetom. U seriji dimetil silikonskih ulja, toplinska provodljivost raste s povećanjem viskoznosti, ali nakon postizanja određene viskoznosti, toplinska provodljivost teži da bude stabilna.
Trendovi toplotne provodljivosti:
Za dimetilsilikonsko ulje, kada je viskozitet nizak, toplotna provodljivost se značajno povećava sa povećanjem viskoziteta. Na primjer, heksametildisiloksan ima toplotnu provodljivost od {{0}}.099W/(m·K) na 50 stepeni C, dok dimetilsilikonsko ulje viskoziteta od oko 100mm²/s ima toplotnu provodljivost od 0,155W/ (m·K) na 25 stepeni C.
Stabilnost toplotne provodljivosti:
Kada se viskozitet dimetilsilikonskog ulja dodatno poveća, njegova toplinska provodljivost se gotovo više ne mijenja i održava se na relativno konstantnoj vrijednosti.
Poređenje toplotne provodljivosti:
Toplotna provodljivost silikonskog ulja je oko četvrtine vode i slična je provodljivosti benzena i toluena.
Toplotna provodljivost metil fenil silikonskog ulja:
Toplotna provodljivost metil fenil silikonskog ulja ne razlikuje se od one dimetil silikonskog ulja.
Nezavisnost specifičnog toplotnog kapaciteta i entalpije:
Specifični toplinski kapacitet i entalpija dimetil silikonskog ulja gotovo se ne mijenjaju s promjenom viskoziteta, koji je relativno nezavisan od viskoznosti.
