狀線型聚硅氧烷 |
硅油是一種油狀線型聚硅氧烷,由單官能團(tuán)和雙官能團(tuán)的甲基氯硅烷、乙基氯硅烷、苯基氯硅烷經(jīng)水解縮聚制得。通常所指的硅油是聚二甲基硅氧烷和聚甲基苯基硅氧烷。硅油是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、透明、不易揮發(fā)的液體,對(duì)金屬無(wú)腐蝕作用,凝固點(diǎn)低、抗水防潮性好,表面張力低,能耐稀酸和稀堿,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用甚廣。
硅油的粘度隨溫度變化小,在-60~250℃ 可用作六分儀、電動(dòng)機(jī)、炮彈瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)、艦用雷達(dá)裝置等的潤(rùn)滑劑。與炭黑、硬脂酸鋰等增稠劑相混,可制粘稠潤(rùn)滑脂,用于真空或高溫密封系統(tǒng)、真空旋塞、軸套、閥門的密封。受高壓縮不固化,有較高可壓縮性,可作飛機(jī)的液體彈簧,在緩沖、減震系統(tǒng)中消除顫動(dòng),使飛機(jī)機(jī)艙儀表指針?lè)€(wěn)定及其他阻尼設(shè)備減震。因?qū)饘贌o(wú)腐蝕且使用壽命長(zhǎng),在各種壓力傳遞系統(tǒng)中廣泛用作液壓液體,用于飛機(jī)起落架、襟翼、艙門、減速板的液壓系統(tǒng)中;因密度小、粘度低,可使飛機(jī)液壓系統(tǒng)比礦物油系統(tǒng)減重45%。耐熱,可作-50~250℃的傳熱介質(zhì);不吸潮、電絕緣性好、耐高溫,可作介電液體,用于電容器、小型變壓器的封裝和浸漬。能透過(guò)可見光,涂于透鏡、光學(xué)玻璃上可改善透光性能;涂于電影膠卷上可減少摩擦,延長(zhǎng)影片壽命。耐水性好,用于處理羊毛、人造絲、錦綸、棉織物,可制防水織物;表面張力低,可作塑料、橡膠脫模劑,在食品、紡織工業(yè)中用作消泡劑。二甲基硅油無(wú)毒,具有生理惰性,可治療胃腸脹氣,還可加入化妝品中起護(hù)膚作用。 |
產(chǎn)品特性 |
硅油具有硅氧結(jié)構(gòu),常溫下為液態(tài)化合物者稱為硅氧烷,簡(jiǎn)稱為硅油。最簡(jiǎn)單的聚二甲基硅氧烷如[1]式。在[2]中,如果 R、R1、R2均為甲基時(shí),稱α,ω-三甲基硅氧基聚二甲基硅氧烷,通常所指硅油,即為此。它是一種低分子量的線型結(jié)構(gòu)聚合物。如果R1及R2不是甲基,則不屬本條范圍。硅油是一種無(wú)色或淺黃色的透明液體。無(wú)嗅。無(wú)味。沸點(diǎn)高。凝固點(diǎn)低。硅氧鍵很穩(wěn)定。
硅油的特點(diǎn)有:
①表面張力低,一般小于 209J/cm2,較水及通用表面活性劑均低;
②在水及油類中的溶解度低,且活性高,這一特點(diǎn)使得硅油用極少量就可降低水溶液的表面張力;
③ 對(duì)熱及氧的穩(wěn)定性高,此一特點(diǎn)使硅油可在高溫下使用而不分解;
④揮發(fā)性低,并具有化學(xué)惰性,例如粘度為3×10-2m2/s(20℃)的二甲基硅油,其蒸氣壓100℃時(shí)僅為6.67mPa、220℃時(shí)為 40mPa,且一般不與其他物質(zhì)反應(yīng);
⑤閃點(diǎn)高,有阻燃性;
⑥有良好的電絕緣性、脫模性、消泡性;
⑦無(wú)生理毒性,小鼠經(jīng)口LD50100000 mg/kg,靜脈注射1.0ml/kg(狗)。 |
有機(jī)硅油 |
硅油又被稱為有機(jī)硅油。它們是有機(jī)硅聚合物品種之一。由單官能團(tuán)和雙官能團(tuán)有機(jī)硅水解后生成相應(yīng)的一元、二元硅醇,硅醇在酸性條件下相互作用生成環(huán)狀物或鏈狀物。在常壓和真空條件下進(jìn)行縮聚以制得一定分子量的硅油。硅油為具有封閉端基的有機(jī)化合物,其結(jié)構(gòu)式如下:
其中R1、R2、R3可以是相同的有機(jī)基團(tuán),也可以分別為不同的有機(jī)基團(tuán),如甲基、乙基、苯基、乙烯基、甲氧基、乙氧基和氫。由于這些基團(tuán)的不同,因而構(gòu)成了不同的有機(jī)硅油。
有機(jī)硅油是無(wú)色油狀物質(zhì),其粘度可以調(diào)配,具有相當(dāng)?shù)偷哪虦囟龋恼扯入S溫度的改變僅有較少的變化,熱穩(wěn)定性高,在高溫下不分解,鏈的末端不能再進(jìn)一步的發(fā)生縮聚反應(yīng)。受熱到400℃以上時(shí),生成低分子量產(chǎn)物,熱分解過(guò)程中甲基和硅原子之間的鍵不會(huì)斷裂。硅油還具有耐水性、電絕緣性,體積電阻率>1015Ωcm,介電常數(shù)ε= 2.58左右,它的表面張力小,無(wú)毒。低分子量硅油可視作為牛頓型的流體,隨著分子量的增加逐步靠向假塑性流體。硅油蒸氣壓低而可壓縮性大。對(duì)金屬無(wú)腐蝕,對(duì)絕大多數(shù)有機(jī)試劑穩(wěn)定。它與礦物油相容性好,耐稀酸稀堿。
有機(jī)硅油常作為高級(jí)潤(rùn)滑油、防震油、絕緣油。亦用作消泡劑、脫模劑及家具、地板、汽車等的拋光劑和塑料加工時(shí)的內(nèi)潤(rùn)滑劑。它還可以作為熱載體、防震阻尼材料、化妝品添加劑、醫(yī)學(xué)上的高分子材料、玻璃纖維處理劑等。
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變壓器絕緣油 |
硅油是一種性能很好的變壓器絕緣油,它耐熱性好,閃點(diǎn)高,不易氧化和燃燒,長(zhǎng)期工作溫度可高達(dá) 200℃。硅油能耐電弧、電暈,在較大的溫度范圍(-40~110℃) 和頻率范圍(103~108Hz) 內(nèi),其介質(zhì)損耗因數(shù)值幾乎不變。此外,還具有粘溫性好、凝點(diǎn)低、揮發(fā)性小、無(wú)毒、不污染環(huán)境等特點(diǎn)。硅油的缺點(diǎn)是介質(zhì)損耗大,易水解,價(jià)格偏高等。目前使用較多、效果較好的硅油是“聚二甲基硅氧烷”。硅油易溶于水,還可與空氣中有關(guān)組分反應(yīng),故在使用中應(yīng)嚴(yán)格密封,并需要采取防潮、防止空氣侵入的措施。 |
用于潤(rùn)滑油的硅油 |
油品的抗泡劑和合成潤(rùn)滑油。硅油是由Si-O鏈和有機(jī)物組成,它是一種無(wú)臭、無(wú)味的有機(jī)液體,具有化學(xué)穩(wěn)定性高、凝固點(diǎn)低、揮發(fā)度小、抗氧化和抗高溫性能好的優(yōu)點(diǎn)。很早以來(lái)二甲基硅氧烷 (簡(jiǎn)稱硅油)作為抗泡劑已有50多年歷史了。硅油在潤(rùn)滑油中只有處于不溶狀態(tài)時(shí)才具有抗泡性,若處于溶解狀態(tài)不但不抗泡反而起發(fā)泡劑的作用。因此正確選用適當(dāng)?shù)恼扯群苤匾?,一般選擇100~100000mm2/s (25℃)粘度的硅油作抗泡劑。低粘度的硅油易分散顯示出抗泡性,但溶解度大,抗泡持續(xù)性差;高粘度的硅油抗泡性差,但持續(xù)性好。為了取長(zhǎng)補(bǔ)短,常將兩種高、低粘度混合使用。一般加量在10mg/kg左右。
甲基硅油是用氯甲烷和硅素在銅催化劑作用下反應(yīng)生成氯甲基硅烷混合物,再進(jìn)行水解生成甲基硅烷,然后在酸或堿催化劑作用下進(jìn)行聚合而制得。硅油抗泡劑效果好、加量少,應(yīng)用廣泛,常用于內(nèi)燃機(jī)油和工業(yè)潤(rùn)滑油中。為了高度分散在油品中,先將硅油溶于溶劑中 (如煤油) 制成濃縮液,再通過(guò)高度機(jī)械攪拌分散在油中,如果分散不好,抗泡效果就差。因此硅油抗泡劑對(duì)調(diào)合技術(shù)很敏感。
參考資料:王大全 主編.精細(xì)化工辭典.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.1998.第843頁(yè)。 |
化學(xué)性質(zhì) |
乳白色黏稠液體,不揮發(fā),無(wú)臭。相對(duì)密度O.98~1.02??膳c苯、汽油等氯代烴、脂肪烴和芳香烴溶劑互溶,不溶于甲醇、乙醇和水,但可分散于水中。不易燃燒,無(wú)腐蝕性,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。ADI 0~1.5mg/起(FAO/WHO,1994)。 |
用途 |
作乳化劑,我國(guó)規(guī)定可用于發(fā)酵工藝中,最大使用量0.2g/kg。 |
用途 |
用作高級(jí)潤(rùn)滑油、防振油、絕緣油、消泡劑、脫膜劑、擦光劑和真空擴(kuò)散泵油等 |
用途 |
用作金屬表面防潮、防銹涂料,還可作建筑物表面防水涂料 |
用途 |
用作硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡助劑 |
生產(chǎn)方法 |
將聚甲基硅氧烷和氣相二氧化硅混合輥碾成硅脂,再加入聚氧乙烯醇、吐溫80及去離子水等乳化而成。 |