Minyak silikon adalah sejenis bahan silikon dengan banyak variasi, seri dan jangkauan aplikasi yang luas. Minyak silikon biasanya dibagi menjadi dua kategori: minyak silikon biasa dan minyak silikon termodifikasi.
Karena minyak silikon dimetil adalah bagian utama dari minyak silikon komersial, maka minyak ini dapat mewakili dengan baik karakteristik umum minyak silikon, jadi rangkaian artikel ini kami terutama mengambil minyak silikon dimetil sebagai contoh untuk dibahas.
Pertama, karakteristik viskositas minyak silikon
Minyak silikon menunjukkan stabilitas viskositas-suhu terbaik pada pelumas cair, yaitu viskositasnya kurang sensitif terhadap perubahan suhu.
Hubungan antara viskositas dan suhu:
Sensitivitas viskositas berbagai minyak silikon meningkat seiring suhu dengan urutan sebagai berikut:
Minyak silikon dimetil, minyak silikon yang mengandung metil hidrogen < minyak etil metil silikon < kandungan fenil rendah dari minyak metil fenil silikon < kandungan fenil sedang dari minyak silikon metil fenil, minyak silikon metil trifluoropropil < kandungan fenil tinggi dari minyak metil fenil silikon.
Pengaruh tekanan terhadap viskositas:
Viskositas minyak silikon akan meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan. Misalnya, pada tekanan atmosfer, viskositas minyak dimetilsilikon adalah 100mm²/s.
Minyak silikon memiliki kompresibilitas yang tinggi, terutama minyak silikon dimetil, karena gaya antarmolekulnya lemah, bahkan pada tekanan hingga 400MPa tidak akan mengeras.
Perubahan viskositas minyak dimetilsilikon pada tekanan tinggi
Pengaruh tegangan geser terhadap viskositas:
Perubahan viskositas minyak silikon dipengaruhi oleh tegangan geser yang bergantung pada viskositas awal minyak silikon. Viskositas minyak silikon dimetil dengan viskositas rendah tidak banyak berubah pada laju geser tinggi, sedangkan viskositas minyak silikon dengan viskositas tinggi menurun dengan meningkatnya laju geser, karena molekul lebih teratur dalam arah aliran sehingga mengurangi gesekan.
Pengaruh massa molar:
Dengan bertambahnya massa molar minyak silikon, pengaruh tegangan geser terhadap viskositas semakin besar.
Pemulihan setelah pemotongan:
Setelah dicukur, orientasi molekul minyak silikon akan pulih secara bertahap seiring berjalannya waktu, sehingga menyebabkan kelambatan dalam viskositas.
Stabilitas jangka panjang:
Viskositas intrinsik minyak dimetilsilikon tidak banyak berubah bila terkena gaya geser dalam waktu lama. Misalnya, dalam sistem hidrolik, bahkan setelah siklus tegangan yang panjang, penurunan viskositasnya jauh lebih kecil dibandingkan oli mineral pada umumnya.
Kedua, kepadatan dan volume minyak silikon
Kepadatan relatif dan berat molekul:
Kepadatan relatif minyak silikon meningkat seiring dengan peningkatan massa molar atau viskositas, dan akhirnya cenderung ke nilai konstan. Untuk minyak dimetilsilikon, ketika viskositas pada 25 derajat C melebihi 350mm²/s, kerapatan relatifnya cenderung konstan, sekitar 0,973.
Dampak dari penggantian kelompok:
Ketika gugus metil digantikan sebagian oleh gugus fenil untuk membentuk minyak silikon metil fenil, kepadatan relatifnya lebih tinggi dibandingkan minyak silikon dimetil murni.
Pengaruh suhu terhadap kepadatan relatif:
Kepadatan relatif minyak silikon menurun secara teratur seiring dengan kenaikan suhu.
Koefisien ekspansi termal:
Koefisien muai panas minyak dimetilsilikon lebih besar dibandingkan air dan merkuri, dan serupa dengan minyak mineral. Koefisien menurun dengan meningkatnya derajat polimerisasi dan viskositas minyak silikon. Ketika viskositas melebihi 100mm²/s, koefisien muai panas cenderung ke nilai konstan.
Koefisien muai panas minyak silikon metil fenil:
Koefisien muai panas minyak silikon metil fenil sedikit lebih rendah dibandingkan minyak silikon dimetil.
Koefisien muai volume minyak silikon (25-150 derajat )
Ketiga, konduktivitas termal dan kapasitas panas spesifik minyak silikon
Konduktivitas termal dan massa molekul:
Konduktivitas termal minyak silikon berhubungan dengan massa molar dan viskositasnya. Pada seri minyak silikon dimetil, konduktivitas termal meningkat seiring dengan meningkatnya viskositas, namun setelah mencapai viskositas tertentu, konduktivitas termal cenderung stabil.
Tren konduktivitas termal:
Untuk minyak dimetilsilikon, ketika viskositasnya rendah, konduktivitas termal meningkat secara signifikan seiring dengan peningkatan viskositas. Misalnya, heksametildisiloksan memiliki konduktivitas termal sebesar {{0}}.099W/(m·K) pada 50 derajat C, sedangkan minyak dimetilsilikon dengan viskositas sekitar 100mm²/s memiliki konduktivitas termal sebesar 0,155W/ (m·K) pada 25 derajat C.
Stabilitas konduktivitas termal:
Ketika viskositas minyak dimetilsilikon semakin meningkat, konduktivitas termalnya hampir tidak berubah lagi, dan dipertahankan pada nilai yang relatif konstan.
Perbandingan konduktivitas termal:
Konduktivitas termal minyak silikon sekitar seperempat air dan serupa dengan benzena dan toluena.
Konduktivitas termal minyak silikon metil fenil:
Konduktivitas termal minyak silikon metil fenil tidak berbeda dengan minyak silikon dimetil.
Kemandirian kapasitas panas spesifik dan entalpi:
Kapasitas panas spesifik dan entalpi minyak silikon dimetil hampir tidak berubah seiring dengan perubahan viskositas, yang relatif tidak bergantung pada viskositas.
