硅油溶解性、耐热和耐低温性能,一篇说清
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聊到硅油,它的溶解性、耐热和耐低温性能,是决定它能不能派上用场的关键。
溶解性:油与油的"社交圈"
硅油之间能“玩到一起”吗?
答案是肯定的。不同黏度的二甲基硅油可以任意比例混合,形成中间黏度的均匀混合物。同样,二甲基硅油和含氢硅油也能任意比例混合。
但有些组合就"有距离"了。比如二甲基硅油和甲基苯基硅油,只有当二甲基硅油黏度低于50 mm2/s,且甲基苯基硅油的苯基摩尔分数不超过10%时,才能互溶。而不同苯基含量的甲基苯基硅油之间,则完全不互溶。
与有机溶剂的"情缘
硅油在有机溶剂里的溶解度,主要看它的类型和黏度。
甲基硅油特别容易溶解于非极性溶剂中,溶解度还随着黏度的增加而降低,在极性溶剂里溶解性就差一些。
而甲基苯基硅油或含有较高烷基取代基的硅油,溶解性会更好,苯基含量越高,溶解性越好。
耐热性:温度的“承受力”
二甲基硅油在150°C以下的空气环境中,化学稳定性极高,很适合长期运行。但一旦温度升到200°C以上,甲基就会开始经历氧反应,导致甲基硅氧烷形成交联结构,黏度会显著增加,最终导致硅胶化。所以,在空气中使用的最安全温度应限制在170~180°℃。长期在200°C以上使用,不仅黏度会增加,还可能产生有刺激性气味的低分子硅烷醇和甲醇。当温度进一步升至450°C以上时,它会开始燃烧,最终生成二氧化硅残渣。
不过,在减少与空气接触的条件下,如在封闭体系中,分解温度可以提高至200°℃。在真空环境或惰性气体氛围中,二甲基硅油能够承受高达300°℃的高温而不会分解。值得注意的是,在惰性气体中,二甲基硅油受热时会发生解聚而非交联,导致黏度下降。
甲基苯基硅油的耐热性能优于二甲基硅油。高摩尔质量的甲基苯基硅油能够在空气中250°C下稳定工作数小时,并且能够承受短期450°C的高温。在惰性气体中,甲基苯基硅油甚至可以在400°C下使用。
耐低温性:低温下的“硬核”
二甲基硅油的倾点或凝固点,会随着其黏度的增加而提高。通过用少量苯基取代甲基,可以降低二甲基硅油的倾点。这是因为苯基的引入破坏了聚硅氧烷分子的对称性。当苯基的摩尔分数约为5%时,倾点达到最低。随着苯基含量的进一步增加,倾点将重新上升。