Att minska silikonvätskors viskositet är ett vanligt processkrav och uppnås främst genom fysikaliska och kemiska metoder. Den metod som väljs beror på den specifika applikationen, tillgänglig utrustning och slutprodukt-krav.
Fysikaliska metoder (Ändrar inte den kemiska strukturen, reversibel)
Fysikaliska metoder är i allmänhet de enklaste, säkraste och mest använda metoderna eftersom de inte förändrar silikonoljans kemiska egenskaper; de minskar endast temporärt dess viskositet.
1. Uppvärmning
Detta är den mest direkta och effektiva metoden.
Princip: Silikonolja är en newtonsk vätska och dess viskositet är mycket temperaturkänslig. När temperaturen stiger accelererar molekylkedjerörelsen, intermolekylära krafter försvagas och viskositeten minskar avsevärt.
Drift: Värm silikonoljan till önskad driftstemperatur. Detta kan göras i ett vattenbad, oljebad eller mantlad värmekärl.
Fördelar: Enkel drift, låg kostnad, inga kemiska förändringar och viskositeten återställs vid kylning.
Nackdelar: Viskositetsminskningen är tillfällig och kräver kontinuerlig uppvärmning för att hålla temperaturen. För höga temperaturer kan orsaka oxidation av silikonoljan (särskilt standard silikonolja), så det är bäst att arbeta under en inert atmosfär (som kväve) eller använda en hög-temperatur-beständig silikonolja.
Applikationer: Används ofta i beläggning, ingjutning, smörjning och andra bearbetningsprocesser.
2. Tillsätt ett lösningsmedel eller spädningsmedel med låg-viskositet
Denna metod "späder ut" hela systemet genom att tillsätta en vätska med låg-viskositet.
Princip: Ett ämne med låg-viskositet fyller utrymmena mellan polymerkedjorna, vilket minskar intrassling och friktion mellan kedjorna.
Vanliga spädningsmedel:
Flyktiga siloxaner, såsom hexametyldisiloxan (MM) eller oktametyltrisiloxan, är mycket kompatibla med silikonolja. Efter applicering (t.ex. sprutning) avdunstar dessa låg-molekylära-siloxaner och lämnar efter sig en film av den ursprungliga hög-silikonoljan. Detta gör dem till idealiska professionella spädningsmedel.
Organiska lösningsmedel: Kolvätelösningsmedel som toluen, xylen, heptan och lacknafta kan också effektivt minska silikonoljans viskositet. Deras kompatibilitet med silikonolja är dock begränsad, och ett specifikt förhållande kan krävas för att bilda en enhetlig lösning. Dessa lösningsmedel måste avlägsnas efteråt, vilket kan leda till miljö- och VOC-problem (flyktiga organiska föreningar).
Silikonolja med låg-viskositet: Tillsätt en silikonolja med mycket låg-viskositet (som 10 cSt eller 50 cSt) direkt till lösningen och blanda. Detta är en permanent viskositetsminskning; viskositeten kommer inte att återhämta sig.
Fördelar: Betydande viskositetsminskning och enkel hantering.
Nackdelar:
Användningen av flyktiga lösningsmedel kan förändra egenskaperna hos slutprodukten (som t.ex. innehåll av fasta ämnen).
Inför potentiellt problem med brandfarlighet, toxicitet eller VOC.
Att välja rätt kompatibla lösningsmedel är avgörande; annars kan avblandning inträffa.
Kemiska metoder (förändring av kemisk struktur, irreversibel)
Kemiska metoder minskar permanent viskositeten hos silikonolja genom att ändra dess molekylära struktur.
1. Kontroll av polymerisationsgraden (DOP)
Viskositeten hos silikonolja bestäms i första hand av längden på dess polymerkedjor (dvs. graden av polymerisation).
Princip: Under syntesen av silikonolja (vanligtvis genom ringöppningspolymerisationen av oktametylcyklotetrasiloxan D4), genom att tillsätta ett täckmedel (som hexametyldisiloxan MM) och kontrollera dess förhållande, kan tillväxten av polymerisationskedjan aktivt kontrolleras och därigenom direkt producera låg{2} silikonvis olja.
Fördelar: Detta är en grundläggande metod för att erhålla silikonolja med låg-viskositet vid källan, vilket resulterar i en ren produkt.
Nackdelar: Du måste vara tillverkare av silikonolja eller ange önskad viskositet från leverantören, snarare än att efter-bearbeta en befintlig produkt med hög-viskositet.
2. Skjuvnedbrytning (använd med försiktighet)
Att utöva starka mekaniska skjuvkrafter på silikonolja kan störa molekylkedjorna.
Mekanism: Genom hög-omrörning, malning, homogenisering eller användning i utrustning såsom högtryckshomogenisatorer, kan starka skjuvkrafter fysiskt bryta siloxan (Si-O) molekylkedjorna och därigenom permanent minska viskositeten.
Fördelar: Kan permanent minska viskositeten.
Nackdelar:
Svår att kontrollera: Graden av nedbrytning och slutviskositet är oförutsägbara, och en ojämn produkt med en bred molekylviktsfördelning kan framställas.
Potentiell prestandapåverkan: Molekylär kedjebrott kan förändra många silikonoljeegenskaper, såsom smörjförmåga, termisk stabilitet och hydrofobicitet, ofta negativt.
Kräver betydande energiförbrukning.
Applicering: Detta är vanligtvis en oönskad biverkning (t.ex. vid kraftig omrörningspumpning) snarare än en rekommenderad viskositetsreduktionsmetod.
Slutliga rekommendationer:
Föredragen uppvärmning: Om det primära syftet är att underlätta bearbetning, transport eller beläggning, är uppvärmning den säkraste och mest rekommenderade metoden.
Kräv permanent viskositetsreduktion: Om du vill ha en naturligt lågviskös slutprodukt är det bästa tillvägagångssättet att köpa silikonvätska med låg-viskositet direkt eller späda ut den med en silikonvätska med hög-viskositet.
För sprayapplikationer: Om tillfällig viskositetsreduktion krävs för att underlätta applicering och återställa prestanda efter applicering, är ett specialiserat spädningsmedel som innehåller flyktiga siloxaner (som MM) det bästa alternativet.
Använd lösningsmedel med försiktighet: Om organiska lösningsmedel måste användas, gör först ett-kompatibilitetstest i liten skala och var uppmärksam på säkerhets- och ventilationsöverväganden.
Välj den mest lämpliga metoden baserat på ditt specifika applikationsscenario, utrustningsförhållanden och slutproduktkrav.
