روغن سیلیکون نوعی ماده سیلیکونی با تنوع، سری و دامنه کاربرد وسیع است. روغن سیلیکون معمولا به دو دسته تقسیم می شود: روغن سیلیکون معمولی و روغن سیلیکون اصلاح شده.
از آنجایی که روغن دی متیل سیلیکون بدنه اصلی روغن سیلیکون تجاری است، می تواند به خوبی نمایانگر خصوصیات کلی روغن سیلیکون باشد، بنابراین این سری از مقالات عمدتاً روغن دی متیل سیلیکون را به عنوان مثال برای بحث در نظر می گیریم.
اول، ویژگی های ویسکوزیته روغن سیلیکون
روغن سیلیکون بهترین پایداری ویسکوزیته-دما را در روان کننده های مایع نشان می دهد، یعنی ویسکوزیته آن کمتر به تغییرات دما حساس است.
رابطه بین ویسکوزیته و دما:
حساسیت ویسکوزیته روغن های سیلیکونی مختلف با دما به ترتیب زیر افزایش می یابد:
روغن دی متیل سیلیکون، روغن سیلیکون حاوی متیل هیدروژن <روغن سیلیکون اتیل متیل <روغن سیلیکون اتیل متیل <محتوای فنیل کم روغن متیل فنیل سیلیکون <محتوای فنیل متوسط روغن متیل فنیل سیلیکون، روغن تری فلوئوروپروپیل متیل سیلیکون < محتوای فنیل بالای روغن متیل فنیل سیلیکون.
تاثیر فشار بر ویسکوزیته:
ویسکوزیته روغن سیلیکون با افزایش فشار افزایش می یابد. به عنوان مثال، در فشار اتمسفر، ویسکوزیته روغن دی متیل سیلیکون 100 میلی متر مربع بر ثانیه است.
روغن سیلیکون تراکم پذیری بالایی دارد، به خصوص روغن دی متیل سیلیکون، به دلیل نیروی بین مولکولی ضعیف، حتی تحت فشار تا 400MPa نیز جامد نمی شود.
تغییر ویسکوزیته روغن دی متیل سیلیکون تحت فشار بالا
تاثیر تنش برشی بر ویسکوزیته:
تغییر ویسکوزیته روغن سیلیکون تحت تأثیر تنش برشی است که به ویسکوزیته اولیه روغن سیلیکون بستگی دارد. ویسکوزیته روغن دی متیل سیلیکون با ویسکوزیته کم در نرخ برش زیاد تغییر چندانی نمی کند، در حالی که ویسکوزیته روغن سیلیکون با ویسکوزیته بالا با افزایش نرخ برش کاهش می یابد، زیرا مولکول ها در جهت جریان مرتب می شوند و اصطکاک را کاهش می دهند.
تاثیر جرم مولی:
با افزایش جرم مولی روغن سیلیکون، تأثیر تنش برشی بر ویسکوزیته بیشتر می شود.
بازیابی پس از برش:
پس از برش، جهت گیری مولکولی روغن سیلیکون به تدریج با گذشت زمان بهبود می یابد و منجر به تاخیر در ویسکوزیته ظاهری می شود.
ثبات بلند مدت:
ویسکوزیته ذاتی روغن دی متیل سیلیکون زمانی که برای مدت طولانی تحت نیروی برشی قرار می گیرد، کمی تغییر می کند. به عنوان مثال، در سیستم های هیدرولیک، حتی پس از یک چرخه تنش طولانی، کاهش ویسکوزیته بسیار کمتر از روغن معدنی عمومی است.
دوم، چگالی و حجم روغن سیلیکون
چگالی نسبی و وزن مولکولی:
چگالی نسبی روغن سیلیکون با افزایش جرم مولی یا ویسکوزیته افزایش می یابد و در نهایت به یک مقدار ثابت تمایل پیدا می کند. برای روغن دی متیل سیلیکون، هنگامی که ویسکوزیته در 25 درجه سانتیگراد از 350 میلیمتر مربع در ثانیه فراتر رود، چگالی نسبی آن تقریباً 0.973 ثابت است.
اثرات جایگزینی گروه ها:
هنگامی که گروه متیل تا حدی با گروه فنیل جایگزین می شود تا روغن متیل فنیل سیلیکون تشکیل شود، چگالی نسبی آن بیشتر از روغن دی متیل سیلیکون خالص است.
تاثیر دما بر چگالی نسبی:
چگالی نسبی روغن سیلیکون به طور منظم با افزایش دما کاهش می یابد.
ضریب انبساط حرارتی:
ضریب انبساط حرارتی روغن دی متیل سیلیکون بزرگتر از آب و جیوه و مشابه روغن معدنی است. ضریب با افزایش درجه پلیمریزاسیون و ویسکوزیته روغن سیلیکون کاهش می یابد. هنگامی که ویسکوزیته از 100 میلی متر مربع در ثانیه تجاوز می کند، ضریب انبساط حرارتی به یک مقدار ثابت میل می کند.
ضریب انبساط حرارتی روغن متیل فنیل سیلیکون:
ضریب انبساط حرارتی روغن متیل فنیل سیلیکون کمی کمتر از روغن دی متیل سیلیکون است.
ضریب انبساط حجمی روغن سیلیکون (25-150 درجه)
سوم، هدایت حرارتی و ظرفیت حرارتی ویژه روغن سیلیکون
هدایت حرارتی و جرم مولکولی:
هدایت حرارتی روغن سیلیکون به جرم مولی و ویسکوزیته آن مرتبط است. در سری روغن دی متیل سیلیکون، هدایت حرارتی با افزایش ویسکوزیته افزایش می یابد، اما پس از رسیدن به ویسکوزیته معین، هدایت حرارتی به سمت پایداری گرایش پیدا می کند.
روند هدایت حرارتی:
برای روغن دی متیل سیلیکون، هنگامی که ویسکوزیته کم است، هدایت حرارتی به طور قابل توجهی با افزایش ویسکوزیته افزایش می یابد. به عنوان مثال، هگزامتیل دی سیلوکسان دارای رسانایی گرمایی {{0}}.099W/(m·K) در 50 درجه سانتیگراد است، در حالی که روغن دی متیل سیلیکون با ویسکوزیته حدود 100 میلیمتر مربع بر ثانیه دارای رسانایی حرارتی 0.155 وات است. (m·K) در 25 درجه سانتیگراد.
پایداری هدایت حرارتی:
هنگامی که ویسکوزیته روغن دی متیل سیلیکون بیشتر می شود، رسانایی حرارتی آن تقریباً دیگر تغییر نمی کند و در مقدار نسبتاً ثابتی حفظ می شود.
مقایسه هدایت حرارتی:
رسانایی حرارتی روغن سیلیکون حدود یک چهارم آب و مشابه بنزن و تولوئن است.
هدایت حرارتی روغن متیل فنیل سیلیکون:
رسانایی حرارتی روغن متیل فنیل سیلیکون با روغن دی متیل سیلیکون تفاوتی ندارد.
استقلال ظرفیت گرمایی ویژه و آنتالپی:
ظرفیت گرمایی ویژه و آنتالپی روغن دی متیل سیلیکون تقریباً با تغییر ویسکوزیته که نسبتاً مستقل از ویسکوزیته است تغییر نمی کند.
