Die Verringerung der Viskosität von Silikonflüssigkeiten ist eine häufige Prozessanforderung und wird hauptsächlich durch physikalische und chemische Methoden erreicht. Die gewählte Methode hängt von der spezifischen Anwendung, der verfügbaren Ausrüstung und den Endproduktanforderungen ab.
Physikalische Methoden (Ändert die chemische Struktur nicht, reversibel)
Physikalische Methoden sind im Allgemeinen die einfachsten, sichersten und am häufigsten verwendeten Methoden, da sie die chemischen Eigenschaften des Silikonöls nicht verändern; Sie reduzieren die Viskosität nur vorübergehend.
1. Heizung
Dies ist die direkteste und effektivste Methode.
Prinzip: Silikonöl ist eine Newtonsche Flüssigkeit und ihre Viskosität ist sehr temperaturempfindlich. Mit steigender Temperatur beschleunigt sich die Bewegung der Molekülketten, die zwischenmolekularen Kräfte werden schwächer und die Viskosität nimmt deutlich ab.
Funktionsweise: Erhitzen Sie das Silikonöl auf die gewünschte Betriebstemperatur. Dies kann in einem Wasserbad, Ölbad oder einem ummantelten Heizgefäß erfolgen.
Vorteile: Einfache Bedienung, niedrige Kosten, keine chemischen Veränderungen und Viskositätserholung beim Abkühlen.
Nachteile: Die Viskositätsreduzierung ist vorübergehend und erfordert eine kontinuierliche Erwärmung, um die Temperatur aufrechtzuerhalten. Zu hohe Temperaturen können zu einer Oxidation des Silikonöls (insbesondere von Standardsilikonöl) führen. Daher ist es am besten, unter einer inerten Atmosphäre (z. B. Stickstoff) zu arbeiten oder ein hochtemperaturbeständiges Silikonöl zu verwenden.
Anwendungen: Weit verbreitet beim Beschichten, Vergießen, Schmieren und anderen Verarbeitungsprozessen.
2. Zugabe eines niedrigviskosen Lösungs- oder Verdünnungsmittels
Bei dieser Methode wird das gesamte System durch Zugabe einer niedrigviskosen Flüssigkeit „verdünnt“.
Prinzip: Eine niedrig-viskose Substanz füllt die Räume zwischen den Polymerketten und verringert so die Verschränkung zwischen den Ketten und die Reibung.
Gängige Verdünnungsmittel:
Flüchtige Siloxane wie Hexamethyldisiloxan (MM) oder Octamethyltrisiloxan sind mit Silikonöl sehr gut verträglich. Nach dem Auftragen (z. B. Sprühen) verdampfen diese nieder{3}}molekularen-Siloxane und hinterlassen einen Film aus dem ursprünglichen hoch-viskosen Silikonöl. Dies macht sie zu idealen professionellen Verdünnungsmitteln.
Organische Lösungsmittel: Kohlenwasserstofflösungsmittel wie Toluol, Xylol, Heptan und Testbenzin können die Viskosität von Silikonöl ebenfalls wirksam reduzieren. Allerdings ist ihre Kompatibilität mit Silikonöl begrenzt und möglicherweise ist ein bestimmtes Verhältnis erforderlich, um eine einheitliche Lösung zu bilden. Diese Lösungsmittel müssen anschließend entfernt werden, was möglicherweise Bedenken hinsichtlich der Umwelt und der VOC (flüchtige organische Verbindungen) hervorruft.
Silikonöl mit niedriger -Viskosität: Geben Sie ein Silikonöl mit sehr niedriger -Viskosität (z. B. 10 cSt oder 50 cSt) direkt zur Lösung und mischen Sie es. Dabei handelt es sich um eine dauerhafte Viskositätsreduzierung; die Viskosität wird sich nicht erholen.
Vorteile: Deutliche Viskositätsreduzierung und einfache Handhabung.
Nachteile:
Die Verwendung flüchtiger Lösungsmittel kann die Eigenschaften des Endprodukts (z. B. Feststoffgehalt) verändern.
Kann möglicherweise zu Problemen mit der Entflammbarkeit, Toxizität oder VOC führen.
Die Auswahl des richtigen kompatiblen Lösungsmittels ist entscheidend; andernfalls kann es zu einer Entmischung kommen.
Chemische Methoden (Chemische Strukturänderung, irreversibel)
Chemische Methoden reduzieren die Viskosität von Silikonöl dauerhaft, indem sie dessen Molekülstruktur verändern.
1. Kontrolle des Polymerisationsgrads (DOP)
Die Viskosität von Silikonöl wird hauptsächlich durch die Länge seiner Polymerketten (dh den Polymerisationsgrad) bestimmt.
Prinzip: Während der Synthese von Silikonöl (typischerweise durch die Ringöffnungspolymerisation von Octamethylcyclotetrasiloxan D4) kann durch Zugabe eines Verkappungsmittels (wie Hexamethyldisiloxan MM) und Steuerung seines Verhältnisses das Wachstum der Polymerisationskette aktiv gesteuert werden, wodurch direkt Silikonöl mit niedriger Viskosität entsteht.
Vorteile: Dies ist eine grundlegende Methode zur Gewinnung von niedrigviskosem Silikonöl an der Quelle, was zu einem reinen Produkt führt.
Nachteile: Sie müssen der Silikonölhersteller sein oder die gewünschte Viskosität vom Lieferanten angeben, anstatt ein vorhandenes hochviskoses Produkt nachzubearbeiten.
2. Abbau durch Scherung (mit Vorsicht verwenden)
Durch die Einwirkung starker mechanischer Scherkräfte auf Silikonöl können Molekülketten zerstört werden.
Mechanismus: Durch Hochgeschwindigkeitsrühren, Mahlen, Homogenisieren oder den Einsatz in Geräten wie Hochdruckhomogenisatoren können starke Scherkräfte die Molekülketten des Siloxans (Si-O) physikalisch aufbrechen und dadurch die Viskosität dauerhaft verringern.
Vorteile: Kann die Viskosität dauerhaft senken.
Nachteile:
Schwer zu kontrollieren: Der Grad des Abbaus und die Endviskosität sind unvorhersehbar und es kann ein ungleichmäßiges Produkt mit einer breiten Molekulargewichtsverteilung entstehen.
Potenzielle Auswirkungen auf die Leistung: Ein Bruch der Molekülkette kann viele Eigenschaften von Silikonölen wie Schmierfähigkeit, thermische Stabilität und Hydrophobie oft negativ verändern.
Erfordert einen erheblichen Energieverbrauch.
Anwendung: Dies ist in der Regel ein unerwünschter Nebeneffekt (z. B. beim kräftigen Rührpumpen) und keine empfohlene Methode zur Viskositätsreduzierung.
Abschließende Empfehlungen:
Bevorzugte Erwärmung: Wenn der Hauptzweck darin besteht, die Verarbeitung, den Transport oder die Beschichtung zu erleichtern, ist die Erwärmung die sicherste und am meisten empfohlene Methode.
Permanente Viskositätsreduzierung erforderlich: Wenn Sie ein Endprodukt mit natürlich niedriger Viskosität wünschen, ist es am besten, Silikonflüssigkeit mit niedriger -Viskosität direkt zu kaufen oder sie mit einer Silikonflüssigkeit mit hoher -Viskosität zu verdünnen.
Für Sprühanwendungen: Wenn eine vorübergehende Viskositätsreduzierung erforderlich ist, um die Anwendung zu erleichtern und die Leistung nach der Anwendung wiederherzustellen, ist ein spezielles Verdünnungsmittel mit flüchtigen Siloxanen (z. B. MM) die beste Option.
Verwenden Sie Lösungsmittel mit Vorsicht: Wenn organische Lösungsmittel verwendet werden müssen, führen Sie zunächst einen kleinen Kompatibilitätstest-durch und achten Sie auf Sicherheits- und Belüftungsaspekte.
Bitte wählen Sie die am besten geeignete Methode basierend auf Ihrem spezifischen Anwendungsszenario, den Gerätebedingungen und den Endproduktanforderungen.
