روغن سیلیکون چیست؟ (کاربردها و ویژگی های آن )

در این مقاله به طور عمده واحدهای سیلوکسان تک عاملی و دو عاملی را بررسی خواهیم کرد، زیرا اجزای اصلی پلی سیلوکسان‌های خطی، یعنی “سیلیکون مایع” هستند.

روغن سیلیکون چیست؟

به‌طورکلی اصطلاح “سیلیکون” به ترکیبات آلی سیلیکونی الیومریک یا پلیمری اطلاق می‌شود، ترکیباتی که در آن اتم‌های سیلیکون توسط اکسیژن به یکدیگر وصل می‌شوند به‌طوری‌که پیوندهای متناوب Si-O-Si زنجیره اصلی ترکیب به شمار می‌آیند. واحدهای تشکیل‌دهنده را می‌توان برای این ترکیبات ترسیم کرد.

ترکیبات سیلیکونی

گروه‌های تک عاملی (به‌اصطلاح گروه‌های انتهایی) مولکول ارگانو پلی سیلوکسان طول زنجیره، پلی کاندنسیشن و در نتیجه ویسکوزیته پلیمر را محدود می‌کنند.

گروه‌های دو عاملی حلقه یا زنجیره‌های مولکولی بالاتر را تشکیل می‌دهند، درحالی‌که واحدهای سه یا چهار عاملی پیوندهای سه‌بعدی تشکیل می‌دهند.

پلی سیلوکسان‌ها مهم‌ترین گروه سیلیکون مایع هستند. زنجیره سیلوکسان از گروه‌های دی متیل سیلوکسان تشکیل شده و توسط گروه‌های تری متیل سیلیل به پایان می‌رسد. طول زنجیره این مولکول‌ها ممکن است با نسبت واحدهای تک عاملی به دو عاملی تغییر کند. در تصویر زیر فرمول عمومی روغن سیلیکون نشان‌داده‌شده است:

دی متیل سیلیکون

متیل هیدروژن پلی سیلیکون

فنیل متیل پلی سیلیکون

یکی دیگر از گروه‌های مهم سیلیکون مایع متیل هیدروژن سیلوکسان است. در این حالت، یک گروه متیل از واحد دو عاملی با یک اتم هیدروژن جایگزین شده است. محصولات تجاری در دسترس از این نوع تقریباً می‌تواند توسط شاخص x و همچنین با محدوده ویسکوزیته مشخص شده توصیف شود.

در مورد مایعات فنیل سیلیکون، و به طور دقیق‌تر مایعات فنیل متیل سیلیکون، گروه‌های متیل زنجیره اصلی پلی متیل سیلوکسان توسط گروه‌های فنیل جایگزین می‌شود. تغییرات خصوصیات فیزیکی و شیمیایی را می‌توان با تغییر نسبت و همچنین از طریق جایگزین‌کردن گروه‌های فنیل، به دست آورد. به‌عنوان‌مثال می‌توان به ترکیب کلرو فنیل سیلوکسان اشاره کرد.

در طی پانزده سال گذشته، تعداد زیادی سیلوکسان اصلاح شده علاوه بر پلی دی متیل سیلوکسان‌های کلاسیک در بازار ظاهر شده‌اند. باتوجه‌به تنوع زیاد امکانات، می‌توان تغییرات اساسی در ویژگی‌های پلی متیل سیلوکسان حاصل کرد، به‌طوری‌که این محصولات با موفقیت به‌عنوان محصولات ویژه جهت کاربردهای مشخصی مورداستفاده قرار می‌گیرند.

سرانجام، باید به اصلاح دیگری نیز اشاره کنیم که توسط تولیدکنندگان سیلیکون به طور گسترده صورت‌گرفته است، یعنی سیلوکسان‌های گلیکوفانکشنال. در این ترکیبات که در بسیاری از موارد محلول در آب هستند، زنجیره‌های گلیکول متشکل از واحدهای اتیلن اکسید و یا پروپیلن اکسید بر روی زنجیره اصلی سیلوکسان پیوند زده می‌شوند.

در بسیاری از موارد، ماهیت پیوند برای استفاده در سیستم‌های آبی تعیین‌کننده است. اتصال از طریق پیوند Si — O — C که می‌تواند هیدرولیز شود، یا توسط یک پیوند Si -C غیرصابونی امکان‌پذیر است.

بیشتر بخوانید: کاربرد سیلیکون

تولید سیلیکون

چند واکنش اساسی وجود دارد که روی ویژگی‌های ارگانو سیلیکون تأثیر بسزایی دارد، در این مقاله روی واکنش‌های مربوط به تولید مایعات دی متیل تمرکز می‌کنیم.

در مرحله اول، متیل کلروسیلان‌ها که از نظر اقتصادی مهم‌ترین گروه را تشکیل می‌دهند، مطابق سنتز مولر – روچو تولید می‌شوند. محصول موردنظر، دی متیل دی کلرو سیلان، مطابق معادله و روش نشان‌داده‌شده در شکل زیر به دست می‌آید که در آن مواد اولیه، سیلیکون و متیل کلراید گازی به همراه کاتالیزور مس، معمولاً در یک واکنش گاز / جامد در حدود ۲۶۰-۳۲۰ درجه سانتی‌گراد تبدیل می‌شوند.

هیدرولیز یا متانولیز ارگانوکلروسیلان مربوطه با تراکم ادامه می‌یابد. اسید کلرید سیلیسیک‌اسید یا مشتقات ارگانیک آنها با آب یا متانول واکنش نشان می‌دهد. این واکنش‌ها برای دی متیل – کلروسیلان‌ها در شکل شرح داده شده است که همچنین واکنش احتراق بعدی، یعنی تبدیل گروه‌های سیلانول به‌دست‌آمده توسط هیدرولیز، به سیلوکسان‌های مولکولی بالاتر با حذف آب را نشان می‌دهد.

ک از مشکلات مقدار قابل‌توجهی HCl است که توسط واکنش هیدرولیز آزاد می‌شود؛ بنابراین، متانولیز یک روش اقتصادی و مطلوب‌تر از نظر زیست‌محیطی را نشان می‌دهد؛ زیرا کلر را می‌توان به‌عنوان متیل کلرید بازیافت کرد.

واکنش مهم دیگر واکنش پلیمریزاسیون است، یعنی تبدیل حلقه‌های سیلوکسان عاری از گروه‌های هیدروکسیل به پلی سیکلوکسان‌های خطی مولکولی بالاتر.

واکنش تعادل از اهمیت عمده‌ای در تولید سیلیکون مایع برخوردار است. هدف از این واکنش، همگن‌سازی مخلوط غیرهمگن از سیکلوکسان با توزیع وزن مولکولی مختلف با استفاده از کاتالیزور است به گونه ای که محصول نهایی توزیع وزن مولکولی را داشته باشد. این واکنش عمدتا برای تولید سیلیکون مایع با توزیع یکنواخت دلخواه از واحدها و در نتیجه برای به دست آوردن طول زنجیرخاص و با دامنه ویسکوزیته مشخص استفاده می‌شود.

این واکنش ها مهم‌ترین روش‌های تولید سیلیکون مایع استاندارد ، یعنی پلی متیل سیلوکسان را نشان می‌دهند. مایعات فنیل سیلیکون و مایعات اصلاح شده با گلیکول با استفاده از واکنش‌های دیگری ساخته می‌شوند.

واکنش دیگر سنتز مستقیم با استفاده از سیلیکون و کلروبنزن یا جایگزینی سیلان‌های حاوی SiH با کلروبنزن است که شامل واکنش هیدرولیز متوالی فنیل کلرو سیلان می‌شود.

یکی دیگر از واکنش‌ها، واکنش هیدروسیلیلاسیون است که اضافه‌کردن مولکول‌های الفینی به واحد SiH است که معمولاً با استفاده از کاتالیزور فلز نجیب صورت می‌گیرد.

سیلیکون امولوشن چیست را می‌توانید برای اطلاعات بیشتر مطالعه کنید.

خواص روغن سیلیکون

ویژگی های روغن سیلیکون

ویژگی‌های مفید سیکلوکسان‌های دو عاملی بخصوص پلی دی متیل سیکلوکسان‌ها نتیجه ساختار خطی آن‌ها است که در ادامه مورد بررسی قرار می‌گیرد.

ترکیب پلیمری دیگری با این وزن مولکولی بالا که همچنان در فاز مایع باشد وجود ندارد. این موضوع باعث شده که ویسکوزیته این ترکیبات وابستگی کمی به دما داشته باشد به‌طوری‌که این ویژگی سیکلوکسان‌ها آن‌ها را به ترکیباتی مفید در صنعت تبدیل کرده است.

به دلیل ساختار نیمه معدنی روغن سیلیکون، این ترکیبات نسبت به مایعات آلی مقاومت بهتری در برابر حرارت و اکسیداسیون دارند. مزیت دیگر این ترکیبات این است که به‌ندرت اشعه یووی و ایکس را جذب می‌کنند.

ازآنجاکه روغن سیلیکون‌هایی با ویسکوزیته پایین هم‌زمان وزن مولکولی بالایی دارند، فشار بخار این ترکیبات پایین بوده درنتیجه تبخیر بسیار کمی دارند. این ویژگی در کنار مقاومت گرمایی باعث می‌شود روغن سیلیکون نقطه اشتعال بالایی داشته باشد. ویژگی منحصربه‌فرد دیگر روغن سیلیکون که به ساختار خطی آن برمی‌گردد اصطکاک سطحی پایین پلی دی کتیل سیکلوکسان‌ها است.

در کنار بیان ویژگی‌های سیکلوکسان‌ها که بررسی شد، لازم به ذکر است که پلی متیل سیلوکسان‌های مسدود شده با گروه متیل از نظر شیمیایی بی‌اثر هستند. این موضوع منجر به برخی از خواص مفید می‌شود؛ بنابراین ساختار غیرقطبی، عدم واکنش‌پذیری و ساختار نیمه معدنی روغن سیلیکون آن‌ها را به یک گزینه عالی برای کاربرد به‌عنوان روان‌کننده و لوبریکانت تبدیل کرده است. این ویژگی در کنار ویژگی حلالیت ناچیز روغن سیلیکون در آب، منجر به مقاومت بالا در شرایط فیزیولوژیکی می‌شود. روغن سیلیکون به دلیل ساختارش، دارای خواص دی‌الکتریک خوبی مانند مقاومت ویژه و مقاومت بالا، در حدود ۱۴ کیلوولت بر میلی‌متر هستند.

فرمول روغن سیلیکون

مطابق الزامات، روغن سیلیکون یا به‌صورت رقیق شده – بیشتر در غلظت‌های کم در هیدروکربن‌های هالوژنه، ترکیبات آروماتیک و …- یا به شکل امولسیون به‌صورت امولسیون روغن / آب در غلظت‌های کم، استفاده می‌شود. تولیدکنندگان سیلیکون معمولاً مایعات را در غلظت ۱۰ تا ۵۰٪ ماده فعال در محلول‌ها و از ۲۰ تا ۶۰٪ ماده مؤثر در امولسیون‌ها ارائه می‌کنند. این ویژگی عمدتاً در صنایع کاغذ و نساجی استفاده می‌شود.

در بسیاری از موارد با ترکیبی مناسب از مواد جامد سیلیکون و روغن سیلیکون، نه‌تنها کاربردهای دیگر را می‌توان یافت، بلکه می‌توان از طریق اثرات هم‌افزایی، اثربخشی را بهبود بخشید. به‌عنوان‌مثال:

• سیلیکون ضد کف (آنتی فوم) (به‌صورت خالص یا امولسیون)
• خمیر سیلیکون (که به آن روغن ژل نیز گفته می‌شود)
• روغن سیلیکون کلاسیک

کاربردهای روغن سیلیکون

کاربرد روغن سیلیکون

بحث در مورد “کاربردهای روغن سیلیکون” کار ساده‌ای نیست، زیرا این ترکیبات در بیشتر موارد استفاده می‌شوند و کاربرد بسیار وسیعی دارند؛ بنابراین ابتدا به بررسی روغن سیلیکون خالص، محلول‌ها و امولسیون‌های آن سپس ترکیبات سیلیکون می‌پردازیم.

فروش سیلیکون امولشن

روغن سیلیکون خالص

یکی از مهم‌ترین کاربردهای روغن سیلیکون به شکل خالص، محلول یا امولسیون، استفاده از آن‌ها به‌عنوان ماده روان‌کننده است. برای کاربرد به‌عنوان روان‌کننده خواص زیر موردنیاز است: پخش خوب و رطوبت مناسب. ناسازگاری بالا با قالب‌ها و مواد قالب دار؛ و همچنین مقاومت در برابر درجه حرارت بالا.

روغن سیلیکون به‌عنوان روان‌کننده در صنعت پلاستیک (به‌ویژه در ترکیبات پلاستیک / شیشه و پلاستیک / فلز) کاربرد دارد. همچنین در صنعت نساجی به‌عنوان روان‌کننده الیاف پلی‌استر و پلی‌آمید استفاده می‌شود.

(فروش مواد اولیه نساجی)

سیلیکون‌ها به طور فزاینده‌ای در صنعت خودرو به‌عنوان ضدسایش (جلوگیری از اصطکاک) مورداستفاده قرار می‌گیرند و به‌عنوان روان‌کننده برای محصولات غالب ترموپلاستیک استفاده می‌شوند.

خصوصیات ویسکوزیته – درجه حرارت عالی باعث می‌شود تا از سیلیکون‌ها در ساخت ماشین استفاده شود. همچنین به دلیل خواص عالی دی‌الکتریک – همراه با نقطه اشتعال بالا و مقاوم تحت شرایط فیزیولوژیکی، امکان جایگزینی سیلیکون با انواع ترکیبات شیمیایی سمی که مشکلات زیست‌محیطی ایجاد می‌کردند، فراهم شده است.

استفاده از روغن سیلیکون به‌عنوان ضدآب یکی از اولین کاربردهای تجاری روغن سیلیکون بوده است. این اثر به دلیل استریو شیمی زنجیره‌های سیلوکسان است که به‌موجب آن گروه‌های متیل به‌نوعی جهت‌گیری کرده‌اند که باعث دفع آب می‌شود. خاصیت دفع آب نه‌تنها در صنعت نساجی بلکه در صنایع آرایشی و دارویی، به‌عنوان‌مثال در کرم‌های مراقبت از پوست نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد ترکیبات جامد سیلیکون

یکی از کاربردهای تجاری اصلی ترکیبات جامد سیلیکون استفاده به‌عنوان ضدکف است. روغن سیلیکون خالص به طور گسترده‌ای در میادین نفتی استفاده می‌شود. این کاربرد حاصل از عدم سازگاری آن با سیستم‌های نفت خام است، و به این معنی است که علی‌رغم حلالیت بسیار ناچیزشان، به‌راحتی پراکنده می‌شوند. از طرف دیگر سیستم‌های آبی که غالباً حاوی سورفاکتانت هستند، به فرمولاسیون حاوی سیلیکون جامد و حاوی سیلیسیک‌اسید نیاز دارند.

همبستگی‌های پیچیده فیزیکی و شیمیایی بین کف محلول‌های آبی حاوی سورفاکتانت و ازبین‌بردن موفقیت‌آمیز کف با استفاده از سیلیکون جامد همچنان موضوعی برای بحث در نشریات علمی است. عمده‌ترین دلایلی که باعث می‌شود سیلیکون جامد به‌عنوان ضدکف کاربرد داشته باشد، عبارت‌اند از:

• عدم حلالیت در سیستم‌های کف
• قابلیت پراکندگی بالا
• کشش سطحی کم

شرکت دکتر کمیکال تأمین‌کننده گریدهای مختلف روغن سیلیکون می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه فروش عمده مواد شیمیایی و استعلام قیمت روغن سیلیکون با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.