Silikonsko ulje je vrsta silikonskog materijala s mnogo varijanti, serija i širokim rasponom 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, može dobro predstaviti opće karakteristike silikonskog ulja, tako da u ovoj seriji članaka uglavnom uzimamo dimetil silikonsko ulje kao primjer za raspravu.
Prvo, karakteristike viskoznosti silikonskog ulja
Silikonsko ulje pokazuje najbolju viskozno-temperaturnu stabilnost u tekućim mazivima, odnosno njegova je viskoznost manje osjetljiva na promjene temperature.
Odnos između viskoznosti i temperature:
Osjetljivost viskoznosti raznih silikonskih ulja s temperaturom raste sljedećim redoslijedom:
Dimetil silikonsko ulje, silikonsko ulje koje sadrži metil vodik < etil metil silikonsko ulje < nizak sadržaj fenila metil fenil silikonskog ulja < srednji sadržaj fenila metil fenil silikonskog ulja, trifluoropropil metil silikonsko ulje < visok sadržaj fenila metil fenil silikonskog ulja.
Utjecaj tlaka na viskoznost:
Viskoznost silikonskog ulja će se povećati s povećanjem tlaka. Na primjer, pri atmosferskom tlaku, viskoznost dimetilsilikonskog ulja je 100 mm²/s.
Silikonsko ulje ima visoku kompresibilnost, posebno dimetil silikonsko ulje, zbog slabe međumolekularne sile, čak ni pod pritiskom do 400MPa neće se skrutiti.
Promjena viskoznosti dimetilsilikonskog ulja pod visokim pritiskom
Učinak smičnog naprezanja na viskoznost:
Na promjenu viskoznosti silikonskog ulja utječe smično naprezanje, koje ovisi o početnoj viskoznosti silikonskog ulja. Viskoznost dimetil silikonskog ulja niske viskoznosti ne mijenja se mnogo pri visokoj brzini smicanja, dok se viskoznost silikonskog ulja visoke viskoznosti smanjuje s povećanjem brzine smicanja, jer su molekule uređenije u smjeru protoka, smanjujući trenje.
Učinak molarne mase:
S povećanjem molarne mase silikonskog ulja, utjecaj smičnih naprezanja na viskoznost je sve značajniji.
Oporavak nakon rezanja:
Nakon smicanja, molekularna orijentacija silikonskog ulja postupno će se oporaviti s vremenom, što će rezultirati kašnjenjem u prividnoj viskoznosti.
Dugoročna stabilnost:
Intrinzična viskoznost dimetilsilikonskog ulja malo se mijenja kada je ono dulje vrijeme izloženo smičnoj sili. Na primjer, u hidrauličkim sustavima, čak i nakon dugog ciklusa naprezanja, smanjenje viskoznosti je mnogo manje nego kod općenitog mineralnog ulja.
Drugo, gustoća i volumen silikonskog ulja
Relativna gustoća i molekularna težina:
Relativna gustoća silikonskog ulja raste s porastom molarne mase ili viskoznosti, te na kraju teži konstantnoj vrijednosti. Za dimetilsilikonsko ulje, kada viskoznost na 25 stupnjeva C prelazi 350mm²/s, njegova relativna gustoća ima tendenciju da bude konstantna, oko 0,973.
Učinci zamjene grupa:
Kada se metilna skupina djelomično zamijeni fenilnom skupinom kako bi se dobilo metil fenil silikonsko ulje, njegova relativna gustoća je veća od one čistog dimetil silikonskog ulja.
Utjecaj temperature na relativnu gustoću:
Relativna gustoća silikonskog ulja redovito opada s porastom temperature.
Koeficijent toplinske ekspanzije:
Koeficijent toplinskog širenja dimetilsilikonskog ulja veći je od koeficijenta vode i žive, a sličan je mineralnom ulju. Koeficijent se smanjuje s povećanjem stupnja polimerizacije i viskoznosti silikonskog ulja. Kada viskoznost prijeđe 100 mm²/s, koeficijent toplinske ekspanzije teži konstantnoj vrijednosti.
Koeficijent toplinske ekspanzije metil fenil silikonskog ulja:
Koeficijent toplinske ekspanzije metil fenil silikonskog ulja nešto je niži od koeficijenta dimetil silikonskog ulja.
Koeficijent ekspanzije volumena silikonskog ulja (25-150 stupnjeva)
Treće, toplinska vodljivost i specifični toplinski kapacitet silikonskog ulja
Toplinska vodljivost i molekularna masa:
Toplinska vodljivost silikonskog ulja povezana je s njegovom molarnom masom i viskoznošću. U seriji dimetil silikonskog ulja, toplinska vodljivost raste s povećanjem viskoznosti, ali nakon postizanja određene viskoznosti, toplinska vodljivost ima tendenciju da bude stabilna.
Trendovi toplinske vodljivosti:
Za dimetilsilikonsko ulje, kada je viskoznost niska, toplinska vodljivost se značajno povećava s povećanjem viskoznosti. Na primjer, heksametildisiloksan ima toplinsku vodljivost od {{0}}.099W/(m·K) na 50 stupnjeva C, dok dimetilsilikonsko ulje s viskoznošću od oko 100mm²/s ima toplinsku vodljivost od 0.155W/ (m·K) na 25 stupnjeva C.
Stabilnost toplinske vodljivosti:
Kad se viskoznost dimetilsilikonskog ulja dodatno poveća, njegova se toplinska vodljivost gotovo više ne mijenja i održava se na relativno konstantnoj vrijednosti.
Usporedba toplinske vodljivosti:
Toplinska vodljivost silikonskog ulja je oko četvrtine vode i slična je toplinskoj vodljivosti benzena i toluena.
Toplinska vodljivost metil fenil silikonskog ulja:
Toplinska vodljivost metil fenil silikonskog ulja ne razlikuje se od one dimetil silikonskog ulja.
Neovisnost specifičnog toplinskog kapaciteta i entalpije:
Specifični toplinski kapacitet i entalpija dimetil silikonskog ulja gotovo se ne mijenjaju s promjenom viskoznosti, koja je relativno neovisna o viskoznosti.
