Silikónový olej je druh silikónového materiálu s mnohými druhmi, sériami a širokým rozsahom použitia. Silikónový olej sa zvyčajne delí do dvoch kategórií: obyčajný silikónový olej a modifikovaný silikónový olej.
Keďže dimetyl silikónový olej je hlavným telom komerčného silikónového oleja, môže dobre reprezentovať všeobecné vlastnosti silikónového oleja, takže v tejto sérii článkov berieme hlavne dimetyl silikónový olej ako príklad na diskusiu.
Po prvé, viskozitné charakteristiky silikónového oleja
Silikónový olej vykazuje najlepšiu viskozitno-teplotnú stabilitu v tekutých mazivách, to znamená, že jeho viskozita je menej citlivá na zmeny teploty.
Vzťah medzi viskozitou a teplotou:
Citlivosť viskozity rôznych silikónových olejov s teplotou sa zvyšuje v nasledujúcom poradí:
Dimetyl silikónový olej, silikónový olej obsahujúci metyl vodík < etyl metyl silikónový olej < nízky obsah fenylov v metyl fenyl silikónovom oleji < stredný obsah fenylov v metyl fenyl silikónovom oleji, trifluórpropyl metyl silikónový olej < vysoký obsah fenylov v metyl fenyl silikónovom oleji.
Vplyv tlaku na viskozitu:
Viskozita silikónového oleja sa zvyšuje so zvyšujúcim sa tlakom. Napríklad pri atmosférickom tlaku je viskozita dimetylsilikónového oleja 100 mm²/s.
Silikónový olej má vysokú stlačiteľnosť, najmä dimetylsilikónový olej, kvôli slabej medzimolekulárnej sile ani pri tlaku do 400 MPa nestuhne.
Zmena viskozity dimetylsilikónového oleja pod vysokým tlakom
Vplyv šmykového napätia na viskozitu:
Zmena viskozity silikónového oleja je ovplyvnená šmykovým napätím, ktoré závisí od počiatočnej viskozity silikónového oleja. Viskozita nízkoviskózneho dimetylsilikónového oleja sa pri vysokej šmykovej rýchlosti príliš nemení, zatiaľ čo viskozita vysokoviskózneho silikónového oleja klesá so zvyšujúcou sa šmykovou rýchlosťou, pretože molekuly sú usporiadanejšie v smere toku, čím sa znižuje trenie.
Vplyv molárnej hmotnosti:
S nárastom molárnej hmotnosti silikónového oleja je vplyv šmykového napätia na viskozitu výraznejší.
Obnova po rezaní:
Po strihu sa molekulárna orientácia silikónového oleja časom postupne obnoví, čo vedie k oneskoreniu zdanlivej viskozity.
Dlhodobá stabilita:
Vnútorná viskozita dimetylsilikónového oleja sa mení len málo, keď je dlhodobo vystavený šmykovej sile. Napríklad v hydraulických systémoch je aj po dlhom zaťažovacom cykle zníženie viskozity oveľa menšie ako u bežného minerálneho oleja.
Po druhé, hustota a objem silikónového oleja
Relatívna hustota a molekulová hmotnosť:
Relatívna hustota silikónového oleja sa zvyšuje so zvyšovaním molárnej hmotnosti alebo viskozity a nakoniec má tendenciu ku konštantnej hodnote. V prípade dimetylsilikónového oleja, keď viskozita pri 25 °C presiahne 350mm²/s, jeho relatívna hustota má tendenciu byť konštantná, približne 0,973.
Účinky substitučných skupín:
Keď je metylová skupina čiastočne nahradená fenylovou skupinou za vzniku metylfenylsilikónového oleja, jeho relatívna hustota je vyššia ako hustota čistého dimetylsilikónového oleja.
Vplyv teploty na relatívnu hustotu:
Relatívna hustota silikónového oleja pravidelne klesá so zvyšujúcou sa teplotou.
Koeficient tepelnej rozťažnosti:
Koeficient tepelnej rozťažnosti dimetylsilikónového oleja je väčší ako u vody a ortuti a je podobný minerálnym olejom. Koeficient klesá so zvyšovaním stupňa polymerizácie a viskozity silikónového oleja. Keď viskozita presiahne 100 mm²/s, koeficient tepelnej rozťažnosti má tendenciu ku konštantnej hodnote.
Koeficient tepelnej rozťažnosti metylfenyl silikónového oleja:
Koeficient tepelnej rozťažnosti metylfenyl silikónového oleja je o niečo nižší ako koeficient dimetylsilikónového oleja.
Koeficient objemovej expanzie silikónového oleja (25-150 stupeň)
Po tretie, tepelná vodivosť a špecifická tepelná kapacita silikónového oleja
Tepelná vodivosť a molekulová hmotnosť:
Tepelná vodivosť silikónového oleja súvisí s jeho molárnou hmotnosťou a viskozitou. V rade dimetylsilikónových olejov sa tepelná vodivosť zvyšuje so zvyšovaním viskozity, ale po dosiahnutí určitej viskozity má tepelná vodivosť tendenciu byť stabilná.
Trendy tepelnej vodivosti:
V prípade dimetylsilikónového oleja, keď je viskozita nízka, tepelná vodivosť výrazne stúpa so zvyšujúcou sa viskozitou. Napríklad hexametyldisiloxán má tepelnú vodivosť {{0}},099 W/(m·K) pri 50 stupňoch C, zatiaľ čo dimetylsilikónový olej s viskozitou približne 100 mm²/s má tepelnú vodivosť 0,155 W/ (m·K) pri 25 stupňoch C.
Stabilita tepelnej vodivosti:
Keď sa viskozita dimetylsilikónového oleja ďalej zvyšuje, jeho tepelná vodivosť sa už takmer nemení a udržiava sa na relatívne konštantnej hodnote.
Porovnanie tepelnej vodivosti:
Tepelná vodivosť silikónového oleja je asi štvrtinová v porovnaní s vodou a podobná ako pri benzéne a toluéne.
Tepelná vodivosť metylfenyl silikónového oleja:
Tepelná vodivosť metylfenyl silikónového oleja sa nelíši od tepelnej vodivosti dimetylsilikónového oleja.
Nezávislosť mernej tepelnej kapacity a entalpie:
Špecifická tepelná kapacita a entalpia dimetylsilikónového oleja sa takmer nemenia so zmenou viskozity, ktorá je relatívne nezávislá od viskozity.
