A szilikonolaj egyfajta szilikonanyag, sokféle változattal, sorozattal és széles alkalmazási skálával. A szilikonolajat általában két kategóriába sorolják: közönséges szilikonolaj és módosított szilikonolaj.
Mivel a dimetil-szilikonolaj a kereskedelmi forgalomban kapható szilikonolaj fő része, jól reprezentálja a szilikonolaj általános jellemzőit, ezért ebben a cikksorozatban elsősorban a dimetil-szilikonolajat vesszük példaként.
Először is, a szilikonolaj viszkozitási jellemzői
A szilikonolaj mutatja a legjobb viszkozitás-hőmérséklet stabilitást a folyékony kenőanyagokban, azaz viszkozitása kevésbé érzékeny a hőmérséklet-változásokra.
A viszkozitás és a hőmérséklet kapcsolata:
A különböző szilikonolajok viszkozitásának érzékenysége hőmérsékleten a következő sorrendben növekszik:
Dimetil-szilikon olaj, metil-hidrogén tartalmú szilikonolaj < etil-metil-szilikon olaj < alacsony feniltartalmú metil-fenil-szilikon olaj < közepes fenil-tartalmú metil-fenil-szilikon olaj, trifluor-propil-metil-szilikon olaj < magas fenil-tartalmú metil-fenil-szilikon olaj.
A nyomás hatása a viszkozitásra:
A szilikonolaj viszkozitása a nyomás növekedésével nő. Például légköri nyomáson a dimetil-szilikon olaj viszkozitása 100 mm²/s.
A szilikonolaj nagy összenyomhatósággal rendelkezik, különösen a dimetil-szilikon olaj, mivel a gyenge intermolekuláris erő miatt még 400 MPa nyomáson sem szilárdul meg.
Dimetil-szilikon olaj viszkozitásának változása nagy nyomáson
A nyírófeszültség hatása a viszkozitásra:
A szilikonolaj viszkozitásváltozását a nyírófeszültség befolyásolja, amely a szilikonolaj kezdeti viszkozitásától függ. Az alacsony viszkozitású dimetil-szilikon olaj viszkozitása nem sokat változik nagy nyírási sebesség mellett, míg a nagy viszkozitású szilikonolaj viszkozitása a nyírási sebesség növekedésével csökken, mert a molekulák áramlási irányban rendezettebbek, csökkentve a súrlódást.
A moláris tömeg hatása:
A szilikonolaj moláris tömegének növekedésével a nyírófeszültség viszkozitásra gyakorolt hatása jelentősebb.
Vágás utáni helyreállítás:
Nyírás után a szilikonolaj molekuláris orientációja idővel fokozatosan helyreáll, ami a látszólagos viszkozitás késését eredményezi.
Hosszú távú stabilitás:
A dimetil-szilikon olaj belső viszkozitása kevéssé változik, ha hosszú ideig nyíróerőnek van kitéve. Például a hidraulikus rendszerekben még hosszú igénybevételi ciklus után is sokkal kisebb a viszkozitáscsökkenés, mint az általános ásványolajoké.
Másodszor, a szilikonolaj sűrűsége és térfogata
Relatív sűrűség és molekulatömeg:
A szilikonolaj relatív sűrűsége a moláris tömeg vagy viszkozitás növekedésével növekszik, és végül állandó értéket mutat. A dimetil-szilikon olaj esetében, amikor a viszkozitás 25 °C-on meghaladja a 350mm²/s értéket, a relatív sűrűsége általában állandó, körülbelül 0,973.
A csoportok helyettesítésének hatásai:
Ha a metilcsoportot részben fenilcsoporttal helyettesítjük, és így metil-fenil-szilikon olajat kapunk, annak relatív sűrűsége nagyobb, mint a tiszta dimetil-szilikon olajé.
A hőmérséklet hatása a relatív sűrűségre:
A szilikonolaj relatív sűrűsége a hőmérséklet emelkedésével rendszeresen csökken.
Hőtágulási együttható:
A dimetil-szilikon olaj hőtágulási együtthatója nagyobb, mint a vízé és a higanyé, és hasonló az ásványolajéhoz. Az együttható a szilikonolaj polimerizációs fokának és viszkozitásának növekedésével csökken. Ha a viszkozitás meghaladja a 100 mm²/s értéket, a hőtágulási együttható állandó értéket mutat.
A metil-fenil-szilikon olaj hőtágulási együtthatója:
A metil-fenil-szilikon olaj hőtágulási együtthatója valamivel alacsonyabb, mint a dimetil-szilikon olajé.
Szilikonolaj térfogat-tágulási együtthatója (25-150 fok)
Harmadszor, a szilikonolaj hővezető képessége és fajlagos hőkapacitása
Hővezetőképesség és molekulatömeg:
A szilikonolaj hővezető képessége a moláris tömegétől és viszkozitásától függ. A dimetil-szilikon olaj sorozatban a hővezető képesség a viszkozitás növekedésével nő, de egy bizonyos viszkozitás elérése után a hővezető képesség stabilizálódik.
A hővezető képesség trendjei:
Dimetil-szilikon olaj esetén, ha a viszkozitás alacsony, a hővezető képesség jelentősen megnő a viszkozitás növekedésével. Például a hexametil-disziloxán hővezető képessége {{0}},099 W/(m·K) 50 °C-on, míg a körülbelül 100 mm²/s viszkozitású dimetil-szilikonolaj hővezető képessége 0,155 W/ (m·K) 25°C-on.
Hővezetési stabilitás:
Amikor a dimetil-szilikon olaj viszkozitása tovább növekszik, a hővezető képessége szinte már nem változik, és viszonylag állandó értéken marad.
A hővezető képesség összehasonlítása:
A szilikonolaj hővezető képessége körülbelül egynegyede a vízének, és hasonló a benzoléhoz és a toluoléhoz.
A metil-fenil-szilikon olaj hővezető képessége:
A metil-fenil-szilikon olaj hővezető képessége nem különbözik a dimetil-szilikon olajétól.
A fajlagos hőkapacitás és az entalpia függetlensége:
A dimetil-szilikonolaj fajlagos hőkapacitása és entalpiája szinte nem változik a viszkozitás változásával, ami viszonylag független a viszkozitástól.
