接上一篇文章《硅油的基本特性解析(二)》,我们继续深入了解硅油的硅油的表面张力,表面活性及润滑性。

二甲基硅油是商品硅油的主体,能够很好的代表硅油的通用特性,所以本系列文章我们主要以二甲基硅油为例探讨。

一、硅油的表面张力

表面张力的一般特性:

硅油的表面张力相对较低,例如,黏度为0.65mm²/s的二甲基硅油在25℃时的表面张力为15.9mN/m。

表面张力与黏度的关系:

随着硅油黏度的增加,其表面张力也增大。当二甲基硅油的黏度超过50mm²/s时,表面张力达到一个常数值,约为21.5mN/m。

甲基苯基硅油的表面张力:

甲基苯基硅油的表面张力略高于二甲基硅油,并且随着苯基含量的增加,表面张力也相应增高。

由于硅油的表面张力低,它容易在金属表面铺展。

硅油的低表面张力还会导致其在垂直表面上发生“爬行”现象,即硅油能够在无外力作用下沿表面向下移动。

甲基苯基硅油的表面张力

二、硅油的表面活性

起泡性:

二甲基硅油:具有很低的起泡性,这使得它们在许多应用中作为消泡剂使用。

甲基苯基硅油:表现出不同程度的起泡性,具体取决于其化学结构和苯基含量。

几种硅油的典型起泡性

表面活性:

硅油在有机溶剂中能够显著降低溶液的表面张力,这表明它们具有表面活性。这种特性使得硅油能够在液相的表面富集。

在水中的乳化与消泡作用:

硅油能够在水中乳化,导致水的表面张力下降,这是它们被用作消泡剂的另一个原因。

消泡机理:

消泡剂的选择:按照消泡理论,有效的消泡剂在被消泡的介质中应尽可能不溶解,以便在较少的液体体积中达到高的表面浓度。

展布压力:消泡剂应具有正值的展布压力,这有助于在泡沫薄层表面迅速形成封闭的薄膜。

不相容性:消泡剂与表面膜中的起泡剂不应形成混合物,以保持其消泡效果。

二甲基硅油的消泡特性:

在含水体系中,二甲基硅油因其在水中的体积溶解度最小,能够满足消泡剂的所有要求。它们能展布并具有与许多有机物和大多数无机物互溶性很低的特性,这使得它们在消泡应用中非常有效。

硅油的润滑性

二甲基硅油由于分子间作用力较小,导致其油膜的负载能力相对较低。

边界润滑性能:

在边界润滑状态下,二甲基硅油对于钢与钢的接触组合不具有良好的润滑性。

轻负荷滚动轴承的润滑:

二甲基硅油适用于轻负荷滚动轴承的润滑,表现出良好的性能。

塑料轴承的润滑:

对于非金属材质的轴承,如尼龙(染酰胺)、聚四氟乙烯或酚醛树脂等,二甲基硅油提供了极佳的润滑性能。

金属材料的润滑:

在金属材料方面,二甲基硅油也适用于钢与青铜、铝、锌或镉的组合,以及铝与青铜的组合,能够取得良好的润滑效果。

苯基的引入对润滑性的改善:

通过引入苯基(形成甲基苯基硅油),可以提高硅油的润滑性,使其更适合用作压力不高的轴承润滑剂。

卤化改性:

进一步改善硅油润滑性的方法是将苯基或脂肪族基团进行卤化处理。

添加剂的使用:

二甲基硅油的润滑性能可以通过添加各种添加剂来提升。例如,添加蓖麻油酸甲酯可以显著增强其润滑性。

在 Almen-Wieland 试验机上直到轴承卡住时各种硅油油膜的负载能力

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