La reducció de la viscositat dels fluids de silicona és un requisit comú del procés i s'aconsegueix principalment mitjançant mètodes físics i químics. El mètode escollit depèn de l'aplicació específica, l'equip disponible i els requisits-del producte final.
Mètodes físics (no modifica l'estructura química, reversible)
Els mètodes físics són generalment els mètodes més senzills, segurs i més utilitzats perquè no canvien les propietats químiques de l'oli de silicona; només en redueixen temporalment la viscositat.
1. Calefacció
Aquest és el mètode més directe i eficaç.
Principi: l'oli de silicona és un fluid newtonià i la seva viscositat és molt sensible a la temperatura. A mesura que augmenta la temperatura, el moviment de la cadena molecular s'accelera, les forces intermoleculars es debiliten i la viscositat disminueix significativament.
Funcionament: escalfeu l'oli de silicona a la temperatura de funcionament desitjada. Això es pot fer en un bany maria, un bany d'oli o un recipient de calefacció amb camisa.
Avantatges: funcionament senzill, baix cost, sense canvis químics i la viscositat es recupera en refredar-se.
Inconvenients: La reducció de la viscositat és temporal i requereix un escalfament continu per mantenir la temperatura. Les temperatures excessives poden provocar l'oxidació de l'oli de silicona (especialment l'oli de silicona estàndard), per la qual cosa és millor operar sota una atmosfera inert (com ara nitrogen) o utilitzar un oli de silicona resistent a les altes-temperatura-.
Aplicacions: àmpliament utilitzat en recobriment, envasament, lubricació i altres processos de processament.
2. Afegeix un dissolvent o diluent de baixa-viscositat
Aquest mètode "dilueix" tot el sistema afegint un líquid de baixa-viscositat.
Principi: una substància de baixa-viscositat omple els espais entre cadenes de polímers, reduint l'entrellaçament i la fricció entre cadenes.
Diluents comuns:
Els siloxans volàtils, com l'hexametildisiloxà (MM) o l'octametiltrisiloxà, són altament compatibles amb l'oli de silicona. Després de l'aplicació (per exemple, la polvorització), aquests siloxans de baix pes-molecular-s'evaporen, deixant enrere una pel·lícula de l'oli de silicona d'alta-viscositat original. Això els converteix en diluents professionals ideals.
Dissolvents orgànics: els dissolvents d'hidrocarburs com el toluè, el xileno, l'heptà i l'esperit blanc també poden reduir eficaçment la viscositat de l'oli de silicona. No obstant això, la seva compatibilitat amb l'oli de silicona és limitada i es pot requerir una proporció específica per formar una solució uniforme. Aquests dissolvents s'han d'eliminar després, cosa que pot generar preocupacions ambientals i de COV (compost orgànic volàtil).
Oli de silicona de -viscositat baixa: afegiu un oli de silicona de-viscositat molt baixa (com ara 10 cSt o 50 cSt) directament a la solució i barregeu-lo. Aquesta és una reducció permanent de la viscositat; la viscositat no es recuperarà.
Avantatges: Reducció important de la viscositat i fàcil maneig.
Inconvenients:
L'ús de dissolvents volàtils pot alterar les propietats del producte final (com ara el contingut de sòlids).
Potencialment introduir problemes d'inflamabilitat, toxicitat o VOC.
La selecció del dissolvent compatible adequat és crucial; en cas contrari, es pot produir una desmescla.
Mètodes químics (canvi d'estructura química, irreversible)
Els mètodes químics redueixen permanentment la viscositat de l'oli de silicona canviant la seva estructura molecular.
1. Control del Grau de Polimerització (DOP)
La viscositat de l'oli de silicona està determinada principalment per la longitud de les seves cadenes de polímer (és a dir, el grau de polimerització).
Principi: durant la síntesi d'oli de silicona (normalment a través de la polimerització d'obertura de l'anell de l'octametilciclotetrasiloxà D4), afegint un agent de tapa (com l'hexametildisiloxà MM) i controlant-ne la proporció, el creixement de la cadena de polimerització es pot controlar activament, produint així una baixa viscositat directa{2}} oli de silicona.
Avantatges: aquest és un mètode fonamental per obtenir oli de silicona de baixa-viscositat a l'origen, donant lloc a un producte pur.
Inconvenients: heu de ser el fabricant d'oli de silicona o especificar la viscositat desitjada del proveïdor, en lloc de post{0}}processar un producte existent d'alta-viscositat.
2. Degradació per cisalla (utilitzar amb precaució)
L'exercici de fortes forces de cisalla mecànica a l'oli de silicona pot interrompre les cadenes moleculars.
Mecanisme: mitjançant l'agitació, la mòlta, l'homogeneïtzació o l'ús d'equips com ara homogeneïtzadors d'alta pressió-, les fortes forces de cisalla poden trencar físicament les cadenes moleculars de siloxà (Si-O), reduint així la viscositat de manera permanent.
Avantatges: Pot reduir permanentment la viscositat.
Inconvenients:
Difícil de controlar: el grau de degradació i la viscositat final són imprevisibles i es pot produir un producte no uniforme amb una àmplia distribució de pes molecular.
Impacte potencial en el rendiment: el trencament de la cadena molecular pot alterar moltes propietats de l'oli de silicona, com ara la lubricitat, l'estabilitat tèrmica i la hidrofobicitat, sovint negativament.
Requereix un consum energètic important.
Aplicació: sol ser un efecte secundari indesitjable (per exemple, durant el bombeig d'agitació vigorosa) en lloc d'un mètode recomanat de reducció de la viscositat.
Recomanacions finals:
Calefacció preferida: si l'objectiu principal és facilitar el processament, el transport o el recobriment, la calefacció és el mètode més segur i recomanat.
Necessiteu una reducció permanent de la viscositat: si voleu un producte final de baixa viscositat natural, el millor enfocament és comprar directament fluid de silicona de baixa-viscositat o diluir-lo amb un fluid de silicona d'alta-viscositat.
Per a aplicacions de polvorització: si es requereix una reducció temporal de la viscositat per facilitar l'aplicació i restaurar el rendiment després de l'aplicació, la millor opció és un diluent especialitzat que contingui siloxans volàtils (com ara MM).
Feu servir dissolvents amb precaució: si s'han d'utilitzar dissolvents orgànics, feu primer una prova de compatibilitat a petita-escala i presteu atenció a les consideracions de seguretat i ventilació.
Si us plau, trieu el mètode més adequat segons el vostre escenari d'aplicació específic, les condicions de l'equip i els requisits del producte final.
