硅油聚有机硅氧烷分析

硅油是聚有机硅氧烷中的一部分，其分子主链是由硅原子和氧原子交替连接而形成的果：硅油的分子结构可以是直链，也可以是带支链的。准和氧原于交替连接面形成的基团的类型和数量以及支链的位置和长短有关。训的住品与其分于结构、分素、机械、轻工、化工、纤维、办公设备、医药及食品工业等行业领电.

1．硅油的种类

油主要是指液体的聚有机硅氧烷，它是由有机硅单体经水解缩合、分子重排和蒸馏等过程得到的。的硅油为甲基硅油、乙基硅油、基硅油和甲基硅油。硅油的分子结构主要有以下几种形式：式中，R为有机基团；n代表链节数。R全部为甲基，称甲基硅油；全部为乙基，称乙基硅油。当R为甲基、苯基时，就形成了另一类常用的基硅油。根据所用苯基的不同，这类硅油有时又分为基硅油和二苯基硅油，当部分R为时，便形成甲基硅油。

2．硅油的性能

（1）黏温性和低温性 硅油的黏温特性好，它的黏温变化曲线比矿物润滑油基础油平稳。硅油是各类合成油中具有黏温特性的油品，它可以制备成很高黏度的油品，且黏度指数高，凝点低。二甲基硅油的黏度从25℃升高到125℃时约降低17倍，而相应的矿物润滑油基础油要降低1060倍。这是由于硅氧链具有绕曲性所致。当有机基团取代甲基后，其黏温性能变坏，乙基硅油的黏温特性比甲基硅油差，而基硅油又比乙基硅油差。即使是高苯基含量的基硅油，其黏温性能也比其他合成油好，比矿物润滑油基础油要好得多。表3-12列出了不同品种硅油的黏度、黏度指数、凝点及使用温度范围，并与其他合成油及矿物润滑油基础油进行对比。甲基硅油的凝点一般小于-50℃，随着黏度增大，凝点略有升高。例如25℃黏度为油的凝点为-44℃。少量苯基取代甲基并引入部分乙基均能降低凝点。苯基含量为5％的低2m㎡／s的甲基硅油的凝点为-84℃；1000mm／s的油的有-50℃；30000mm／的苯基含量的基硅油，其凝点。

（2）热稳定性和氧化安定性 硅油在150℃下长期与空气接触不易变质，在200℃时与氧、氯接触时氧化作用也较慢，此时硅油的氧化安定性仍比矿物润滑油基础油和酯类油等为好。

硅油与矿物油和其他合成油相比，其挥发度较低。低分子量的甲基硅油具有一定的挥发度，但黏度大于50m㎡／s的甲基硅油，其挥发度明显降低。基硅油的挥发度比甲基硅油的低，苯含量愈高，挥发度就愈低。油品在一定温度下的挥发性也可以反映该油品的热稳定程度，与其他润滑油相比，硅油的挥发性也是很低的。各种硅油与双酯和矿物润滑油基础油的挥发度比较.

硅油与双酯和矿物润滑油基础油的挥发度比较润滑油基础油

挥发度／％润滑油基础油挥发度／％

甲基硅油

中苯基硅油

高苯基硅油0.3

0.5

0.1低硅油

重质矿物润滑油基础油

二（2-乙基己基）癸二酸酯

注：实验条件为40g油，149℃，加热30d。甲基硅油的长期使用温度范围为-50～180℃，随着分子中苯基含量的增加，使用温度可提高20～70℃。甲基硅油在150℃以下一般是热稳定的，它的热分解温度为538℃，实际上316℃就开始分解，这是因为Si-O键对微量杂质特别敏感，硅油中的微量水、催化剂或某些离子型物质使硅油分子发生了重排作用。

二甲基硅油从200℃开始才被氧化，生成甲醛、甲酸、二氧化碳和水，质量减小，同时黏度上升，逐渐成为凝胶。约在250℃以上的高温下，硅链断裂，生成低分子环体。

在二甲基硅油中加入抗氧剂可显著延长硅油的寿命。通常所用的抗氧剂有：苯基-α-萘胺、有机钛、有机铁和有机铈化合物。如在甲基硅油中加入16μg／g有机铁抗氧剂进行预氧化后，可使硅油在204℃的凝胶化时间从5h延长到500h。

（3）黏压系数 硅油的黏压系数α比较小，即黏度随压力的变化较小。改变其侧链的长短和性质可改变α的大小。如果侧链是甲基氢基硅氧烷，则α变小，而侧链是苯基如基硅氧烷，则α增大。

（4）润滑性 与其他合成润滑油基础油相比，一般认为硅油的润滑性不好，这仅指在滑动摩擦的某些金属表面才表现出较差的润滑性。甲基硅油对大多数摩擦副都具有良好的润滑性，只是对钢-钢、钢-铜之间的界面润滑不佳，但对钢-锡、钢-银之间仍然具有优良的润滑性。对钢-钢摩擦副的润滑性较差，又不易与矿物润滑油基础油相溶，这是限制硅油使用的因素之一。应该指出的是，硅油是塑料和橡胶的优良润滑剂。

为了改善硅油对钢-钢之间的润滑性能，可加入润滑性添加剂，例如在甲基硅油中加入5％的三氟氯乙烯调聚油，或在基硅油中加入酯类油。在硅油结构中引入其他原子，如卤素或金属锡是改善硅油润滑性的有效办法。

（5）可压缩性 硅油表面张力极低，可压缩性很高，是理想的液体弹簧。

（6）其他硅油的缺点除与矿物润滑油基础油、合成烃、酯类油、聚苯醚和全氟聚醚不相溶，价格高外，最主要的是在混合润滑条件下润滑性差，承载能力低。特别是甲基硅油使用在钢对钢、钢对铜摩擦副时，润滑性能差和承载能力低的缺点尤其明显。硅油的边界润滑性能不好是由其本身的性质决定的。硅油的表面张力低，在金属表面迅速展开，形成的油膜很薄。硅油的黏压系数小，黏温性能好，在高压和低温条件下，黏度变化不大，因此油膜也不增厚，润滑性能得不到改善。