КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ

ПОЛИМЕТИЛСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ (ПМС) представляют полимеры линейного и разветвленного строения общей формулы:

(CH₃)₃SiO [SiO(CH₃)₂]n Si(CH₃)₃

Они отличаются от других кремнийорганических полимеров более пологой температурной кривой вязкости. Вязкость ПМС в зависимости от их молекулярной массы может изменяться от 1,5 до 1^. 10⁶ сСт. Отличные поверхностно-активные свойства ПМС позволяют широко использовать их в качестве поверхностно-активных и противопенных добавок, антиадгезивов, основ смазок, теплоносителей и т.д.. Кроме того, они коррозионностойки и имеют высокие диэлектрические показатели.

Основные свойства полиметилсилоксановых жидкостей и области их применения

Марка	Вязкость при 20оС, сСт	Температура, оС			Плотность при 20оС, г/см3	Применение
		кипения при 1-2 мм рт. ст.	вспышки, не ниже	застывания, не выше
1	2	3	4	5	6	7
ПМС-1,5р	1,5 – 1,7	88,5/20 мм рт. ст.	50	-110	0,85	Охлаждающая, демпфирующая и приборная жидкость на температуры до минус 100 – 1100С. Единственный теплоноситель систем терморегулирования космических ракет (СТР) и хладоноситель приборов радиоэлектроники.
ПМС-20р ПМС-100р	18 – 22 95 -105	- > 250	200 300	-100 -100	0,96 0,98	Приборные жидкости и основы смазок для использования при температурах ниже минус 700С.
ПМС-5 ПМС-6 ПМС-10	4,5 – 5,5 5,6 – 6,6 9,2 – 10,8	170-250 - > 250	115 130 170	-60 -60 -60	0,92 0,95 0,94	Охлаждающие, демпфирующие, приборные жидкости для температур до -60оС
ПМС-20 ПМС-50 ПМС-100 ПМС-200	18 – 22 45 – 55 95 – 105 192 - 208	> 250 > 300 > 300 > 300	200 220 300 300	-60 -60 -60 -60	0,96 0,97 0,98 0,98	Охлаждающие, демпфирующие, приборные, гидравлические, разделительные жидкости. Диэлектрические среды, компоненты препаратов бытовой химии и косметики. ПМС-100 – неподвижная фаза в газо-жидкостной хроматографии
ПМС-300 ПМС-400	290 – 310 385 – 415	> 300 > 300	315 315	-60 -60	0,98 0,98	Основы вазелиновых паст, в виде водной эмульсии - антиадгезионные смазки для форм (в производстве резино-технических и пластмассовых изделий), конвейерных лент (в производстве каучука), для обработки стеклянной тары. ПМС-400 применяется в глазной хирургии и для стерилизации медицинских инструментов.
ПМС-500 ПМС-1000	480 – 520 950 - 1050	> 300 > 300	316 315	-60 -60	- -	Демпфирующие жидкости

ПОЛИМЕТИЛФЕНИЛСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ представляют собой линейные олигомеры общей формулы:

R[М₂SiO]_nSiO[МФSiO] _mSiR, где R=(СН₃)₃ или СН₃(С₆Н₅)₂, М= СН₃, Ф= С₆Н₅ 

Полиметилфенилсилоксановые (ПФМС) жидкости обладают повышенной термостойкостью, низким давлением расыщенных паров, малой испаряемостью и высокими значениями температуры вспышки. Пределы допустимых температур эксплуатации этих жидкостей в зависимости от состава колеблется от -60 до +250^оС (длительно) и до +350^оС (кратковременно).

Основные свойства ПФМС и области их применения приведены в таблице.

Марка	Вязкость при 20оС, сСт	Температура, оС			Плотность при 20оС, г/см3	Применение
		кипения при 1-2 мм рт. ст.	вспышки, не ниже	застывания, не выше
1	2	3	4	5	6	7
ПФМС-2/5л ФМ-1 ФМ-2	15 – 19 250 – 270 445 – 490	- - -		-68 -28 -20	1,01 1,1 1,1	Высоковакуумные масла для диффузионных насосов с предельным вакуумом от 133.322 нПа до 13.332 мкПа
ПФМС-4 133-165 133-57	600-1000 >1000 -	360 - -	300 360	-20 -10	1,10 1,12	Высокотемпературные и трудновоспламеняемые теплоносители, диэлектрики, дисперсионные среды для масел и смазок, неподвижные фазы в газожидкостной хроматографии

Примечания:

Показатель преломления n_D²⁰ для всех жидкостей колеблется от 1,451 до 1,1,58.

Коэффициент теплопроводности при 20^оС для ПФМС - от 0,135 до 0,149 Вт/(м^.К).

Средняя теплоемкость ПФМС жидкостей при 30-100^оС лежит в интервале 1,57 – 1,918 кДж/(кг^.К).

Диэлектрические свойства при 20^оС:

_v, Ом^. см 10¹² - 10¹⁴

 при 10³ Гц 2,7 – 3,0

tg ^. 10⁴ при 10³ Гц 1 - 7

  

ПОЛИЭТИЛСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ

Полиэтилсилоксановые жидкости представляют собой смеси олигомеров в основном линейной структуры общей формулы:

Специфическими особенностями полиэтилсилоксановых жидкостей являются их хорошая совместимость с минеральными и синтетическими маслами, хорошие смазывающие свойства, низкая температура застывания (ниже -70⁰С) и инертность по отношению к большинству конструкционных материалов.

Полиэтилсилоксановые жидкости бесцветны, без запаха, химически инертны. Они растворимы в ароматических и хлорированных углеводородах, нерастворимы в низших спиртах и воде.

Полиэтилсилоксановые жидкости нетоксичны, взрывобезопасны.

В настоящее время выпускают полиэтилсилоксановые жидкости марок : ПЭС-2, ПЭС-3, ПЭС-4, ПЭС-5, Жидкость № 7, 132-24, 132-25, 132-316.

Основные свойства полиэтилсилоксановых жидкостей (ГОСТ13004-77)

Марка	Вязкость при 200С, сст	Температура, 0С		Плотность при 200С г/см3	Температура Застывания 0С	Показатель преломления
		Кипения 1-3 мм.рт.ст	Вспышки не ниже
ПЭС-3	14-17	150-185	125	0,95-0,97	-109	1,438
ПЭС-4	42-48	185-250	170	0,95-1,18		1,442
ПЭС-5	200-500	>250	260	0,99-1,02	-95	1,446
Жидкость №7	44-49	>190	195	0,96-0,98	-110	1,442
132-24	220-300	>250	265	0,95-1,05	-96	1,445
132-25		>250	260	0,95-1,05	-96	1,445
132-316	250-300	>250	250	0,99-1,02	-96	1,445

Области применения

Полиэтилсилоксановые жидкости марок ПЭС-3, ПЭС-4 используются в гидравлических системах (охлаждающие и рабочие жидкости), в приборах (смазочные масла), а также служат основой низкотемпературных масел.

Эти жидкости обеспечивают стабильную работу приборов и механизмов в условиях Крайнего Севера. Хорошие диэлектрические свойства полиэтилсилоксанов позволяют использовать их в качестве рабочих жидкостей в электромеханизмах. Применяются при рабочей температуре от минус 70 до 150⁰С.

Наибольший интерес представляет жидкость ПЭС-5, обладающая сочетанием таких свойств, как высокая температура вспышки, низкая температура застывания, широкий диапазон изменения вязкости, хорошая смазывающая способность.

Широко применяется в различных отраслях промышленности:

В химической и нефтехимической промышленности:

- основной компонент прядильной композиции, используемой в производстве кордной ткани для шинной промышленности. Упрочняет волокно, повышает качество шинных изделий,

- антиадгезионная смазка и модификатор в производстве пресс-материалов, стеклопластиков пластмасс,

- противопыльная присадка в производстве красителей.

- теплоноситель, работающий при 150-200⁰С в открытых системах и при 180-250⁰С в закрытых,

- основа антиадгезионных эмульсий на заводах резинотехнических изделий,

- пластификатор в производстве резиновых изделий,

- основа консистентных смазок широкого назначения,

В парфюмерной промышленности:

- основа кремов, добавка к губной помаде и туши для ресниц,

- основа противовоспалительных мазей для животноводства,

В авиационной и автомобильной промышленности:

- демпфирующая жидкость, жидкая смазка, основа амортизационных жидкостей, теплоноситель.

Жидкость 132-24 применяется в качестве жидкой смазки трущихся поверхностей металл-металл и металл-резина и в качестве основы консистентных смазок широкого назначения, в т.ч для авиации.
 

ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКИЕ ДИЭЛЕКТРИКИ.

Полиорганосилоксановые жидкости диэлектрики ((ПЭС – Д) 132-12Д ГОСТ 10916-74; ПЭС – 3Д ТУ6-02-688-76; (Силтан) 136-163 ТУ6-02-697-76) их диэлектрические характеристики мало зависят от частоты тока и температуры.

Основные свойства полиорганосилоксановых диэлектриков приведены в таблице:

Показатели	132-12Д	ПЭС-3Д	136-163
Температура: вспышки, не ниже застывания, не выше	150 -60	125 -60	28 -
Диэлектрическая проницаемость при 20 оС и 103гц,	2,4-2,8	-	2,0 при 106 гц
Тангенс угла диэлектрических потерь при 20 оС и 103гц, не более	0,0003	-	0,005 при 106гц
Удельное объемное электрическое сопротивление при 20 оС, ом , см не менее	1.1012	-	-
Пробивное напряжение при температуре 15-350С и частоте 50 Гц, кВ, не менее	37	20	-

Используются для пропитки конденсаторов и заполнения пьезодатчиков.

  

ПОЛИМЕТИЛЭТИЛСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ

Жидкости 132-234 (ТУ 6-02-1-041-92) и 132-244 (ТУ 6-02-1-019-90) представляют собой полидисперсные смеси полиэтилметилсилоксановых олигомеров с температурой кипения выше 250 ^оС и отличаются различным соотношением метильных и этильных заместителей и диапазонами изменения вязкости..

Основные свойства метилэтилсилоксановых жидкостей

Наименование показателей	132-234 Нормы по ТУ 6-02-1-041-92	132-244 Нормы по ТУ 6-02-1-041-92
1. Кинематическая вязкость, сСт, при плюс 200С минус 600С	55-75 1700-2200	50-80 -
2. Температура вспышки в открытом тигле, 0С, не ниже	250	250
3. Температура застывания, 0С, не выше	минус 85	-
4. Реакция среды (pH водной вытяжки)	6,0-7,0	6,0-7,0

Метилэтилсилоксановые жидкости сочетают в себе положительные свойства как метилсилоксановых так и этилсилоксановых жидкостей. Они хорошо совмещаются с минеральными маслами и синтетическими углеводородами, нетоксичны, коррозионностойки, имеют низкую температуру застывания ниже минус 100⁰С. Благодаря своему особому составу метилэтилсилоксановые жидкости отличаются улучшенными эксплуатационными свойствами и являются хорошей основой низкотемпературных смазок, обладающих малым моментом страгивания при отрицательных температурах и работоспособных в интервале температур от -100 до +200^оС и в глубоком вакууме.

Помимо прямого назначения метилэтилсилоксановые жидкости могут быть использованы в качестве: гидравлических жидкостей для гидроприводов, гидроподъёмников, гидротормозов и систем управления в различных климатических условиях, компрессорного масла холодильных установок бытового назначения, теплоносителей и хладоагентов.

ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ С ПОЛЯРНОЙ ГРУППОЙ В ОРГАНИЧЕСКОМ ЗАМЕСТИТЕЛЕ.

Общая формула фторсилоксановых жидкостей:

Общая формула хлорсилоксановых жидкостей:

Общая формула фторхлорсилоксановых жидкостей:

Эти жидкости представляют собой олигомеры, содержащие галоген (хлор или фтор) в органическом заместителе. В зависимости от строения и содержания полярных групп свойства олигомеров меняются в широких пределах.

Данные полиорганосилоксаны - бесцветные прозрачные жидкости, нерастворимые в воде, но растворимые в кетонах, в ароматических и хлорированных углеводородах; не вызывают коррозии металлов (сталь, алюминий, бронза и др.) в широком диапазоне температур. Пределы допустимых эксплуатационных температур определяются составом жидкости и колеблются от минус 100 до плюс 200-300^оС при продолжительной работе и до 350^оС кратковременно.

Галоид-содержащие жидкости обладают улучшенными смазывающими свойствами по сравнению с полиметил- и полиметилфенилсилоксанами , высокой стойкостью к действию ионизирующих излучений.

Основные свойства полиорганосилоксановых жидкостей с полярной группой в органическом заместителе приведены в таблице:

Марка	Вязкость при 20 оС, сст	Температура, оС				Плотность при 20 оС г/см3
		Кипения при 1-3 мм рт.ст.	Вспышке, не ниже	Застывания не выше
С атомом хлора в органическом заместителе:
162-170	40-47	200	230	-90	1,03-1,04
162-170ВВ	70-85	250х)	300	-90	1,03-1,04
С атомом фтора в в органическом заместителе:
161-44 161-45 161-235 161-52ВВ	38-45 >500 <30 >200	250 250 160 250x)	>260 300 135 300	-90 -55 -90 -80	1,0-1,10 1,156 1,09-1,19 1,1400
С атомом хлора и атомом фтор в органических в органическом заместителе:
169-36 169-168	55-70 800-1400	250 250	>250 250	-80 -60	1,12-1,14 1,19-1,21
х) при Р=10-3-10-4 мм рт.ст.

Жидкость 161-44:

-основной компонент высокотемпературного масла ВТ-301, используется в качестве рабочей жидкости в ракетостроении, в качестве основы рабочей жидкости для смазывания компрессоров с внутренним теплоотводом для микрокриогенных систем.

Жидкости 161-45 и 161-178:

-рабочие жидкости с повышенной смазочной способностью для работы в гиросистемах гидроприводных прямодействующих электронасосных агрегатов, жидкие смазки для глубинных часовых механизмов и др. приборов повышенной надежности

Жидкость 161-52ВВ:

-жидкая смазка и основа для приборных масел и пластичных смазок, работающих в условиях глубокого вакуума. Основа эффективных пеногасителей для органических сред.

Жидкость 162-70:

- основа приборных масел, рабочая жидкость для отработки и испытаний высокотемпературных агрегатов и гидравлических систем с рабочим интервалом температур от минус 60 ^оС до плюс 200 ^оС длительно, при 250^оС кратковременно.

Жидкость 162-70ВВ:

- приборное масло, основа пластичных и консистентных смазок, работающих в условиях глубокого вакуума и обладающие малым моментом страгивания.

Жидкости 169-36 и 169-389:

- термостойкие, с высокой смазочной способностью, с пониженной горючестью рабочие жидкости в амортизаторах различного типа( телескопические, лопастные) для наземной тяжело нагруженной транспортной техники.

Примеры применения кремнийорганических жидкостей.

1. Рабочие жидкости для вакуумных насосов – жидкости марок ПФМС-2/5л, ФМ-1, 119-229

Марка	Предельный вакуум, мм рт. ст.
ПФМС-2/5л	5х10-9 – 7х10-7
ФМ-1	(3,5 – 5)х10-10

2. Высокотемпературные теплоносители – ПФМС-4

3. Низкотемпературные теплоносители – ПМС-1,5р

4. Тампонажные материалы в микрохирургии глаза – субстанции «легкий силикон» и «тяжелый силикон».

Среди полиметилсилоксанов особое место занимает олигометилсилоксан в виде субстанции «легкого силикона», используемый в качестве компонента операций, проводимых в микрохирургии глаза по поводу тяжелых форм отслоения сетчатой оболочки глаз, осложненных травмами или заболеваниями глаза и ранее относящихся к неоперабельным случаям. Для таких глаз характерно тяжелое состояние – грубая деструкция стекловидного тела, дегенеративное изменение сетчатки, помутнение хрусталика и др.

Свойства субстанции «легкий силикон»:

Вязкость при 20^оС, мм²/с I тип 1000 - 1500

II тип 2500 – 4500

Плотность при 20^оС, г/см³ 0,97 – 0,985

Летучесть, % масс. < 0,1

Полидисперсность, М_w/M_n < 2,1

рН водного титрования 6 – 7

Показатели препарата в полной мере соответствуют зарубежному аналогу производства фирмы «Adatomed».

«Легкий силикон» в процессе лечения всегда располагается в верхней части глазного яблока, что позволяет применять его при верхних разрывах и отрывах сетчатой оболочки, а также изменениях на периферии глазного дна.

На основе сополимера полидиметилсилоксана и метил--трифторпропилсилоксана линейной структуры был получен вариант субстанции «тяжелый силикон». Его свойства:

Вязкость при 20^оС, спз 1000 - 4500

Плотность при 20^оС, г/см³ 1,06 – 1,08

Летучесть, % масс. < 0,1

Полидисперсность, М_w/M_n < 2,1

Субстанция «тяжелый силикон» используется с положительным результатом при лечении глаз, осложненных травмами и диабетической ретинопатией.

5. Пеногасители. Кремнийорганические жидкие пеногасители эффективны в значительно более низких концентрациях по сравнению с органическими пеногасителями. Они обладают повышенной термостойкостью, химически инертны к большинству веществ, практически нелетучи и могут быть использованы для гашения пены в водных и неводных средах с различным значением рН – в процессах дистилляции, вакуумной разгонки, упаривания и др. Расход этих пеногасителей колеблется от 0,001 до 1 г/л. Кремнийорганические пеногасители нашли применение в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтической промышленности.

Основные свойства жидких кремнийорганических пеногасителей представлены в таблице.

6. Охлаждающая жидкость для трансформаторов. Жидкость 131-434 предназначена для использования в качестве охлаждающей рабочей жидкости в силовых пожаробезопасных трансформаторах. Выдерживает пробивное напряжение при частоте 50 Гц не ниже 50 кВ/мм.
 

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Силиконовые жидкости для гидроамортизаторов атомных станций представляют собой композиции олигоорганосилоксанов с присадками марок : 131-209, 133-257

Успешно используются в гидроамортизаторах атомных станций, особенно в сейсмоопасных районах с нагрузкой от 50 до 170 тонн, а также при повышенной нагрузке от 170 до 450 тонн на отечественных атомных станциях и станциях Ближнего Зарубежья с 1985 года (Балаковская АЭС, Ростовская АЭС, Калининская АЭС, Ровенская АЭС, Армянская АЭС). Жидкости обладают уникальными свойствами и успешно эксплуатируются в течение 8 – 10 лет без замены.

Антиадгезионные отверждаемые составы – композиции на основе олигоорганосилоксановых жидкостей.

Антиадгезионные составы «горячего» (ВСК-5, 131-458, и «холодного» (СК-223) отверждения предназначены для обработки металлических пресс-форм, используемых при формовании композиционных полимерных материалов – стеклопластиков, углепластиков, боропластиков на эпоксидном связующем, жесткого пенополиуретана, полиметилметакрилатов. После отверждения образуют на поверхности формы твердые прозрачные покрытия, обладающее антиадгезионными свойствами по отношению к формуемому материалу.

Используются при формовании изделий авиационного, спортивного и лечебного (линзы) назначения.

Смазочные композиции С-211 и С-236, работоспособные в интервале температур от минус 60⁰С до плюс 200⁰С, предназначены для защиты гидравлической системы летательных аппаратов от утечек рабочей среды (шасси, закрылки и т.д.) с целью обеспечения нормальной работы внешнего оборудования, приборов. Допускается применение этих смазок в вакуумных установках, подшипниках гироскопов, в узлах трения наземных механизмов, работающих в вакууме, а также в качестве буферной среды для стеклянных оптических подвижных контактов.

Эмульсии

Полиорганосилоксановые жидкости образуют стабильные эмульсии типа масло в воде, представляющие собой белую сметанообразную массу. Водные эмульсии кремнийорганических жидкостей выпускаются 50-70% мас. концентрации и применяются в разбавленном виде. Исходная эмульсия смешивается с водой в любых соотношениях, стабильность при разведении составляет более 24 часов.

Основные свойства и области применения эмульсий приведены в таблице.

№ п.п.	Марка	Области применения
1	КЭ30-04 (50%)	Для гидрофобизации кожи, бумаги, текстильных материалов
2	КЭ 10-15 (30%)	Для мягчительной отделки х/б тканей
3	КЭ 37-18 ( 50%)	Для термостойкой отделки х/б материалов
Пеногасители
4	КЭ 10-12 (50%)	Антивспениватель для водных сред в текстильной, химической, фармацевтической и др. пром.
5	КЭ 10-26 (12%)	В производстве АБС-пластиков
6	Продукт 131-207	Пеногаситель в водных и органических средах
7	КЭ 10-34 (15%)	Применяется для гашения пены в водно-щелочных средах (в производстве каустической соды), в полиграфической промышленности при изготовлении печатных плат базовым методом на операциях проявления и снятия водощелочного фоторезиста в установках струйного типа, в машиностроении при обезжировании металлических изделий на машинах струйного типа.
8	Самоэмульгирующийся пеногасящитй состав 139-282	Эффективный пеногаситель для водных сред
Эмульсии смазывающие и разделительные
9	КЭ 10-01 (70%)	Для смазки в шинной и резинотехнической пром., в производстве изделий из пластмасс
10	КЭ 60-09 (50%)	Смазка в производстве оболочковых форм и стержней из термореактивных смол, для антиадгезионной обработки волокнистых материалов
11	КЭ 60-50 (50%)	Антиадгезионный состав для обработки металлических пресс-форм в производстве автопокрышек и производстве термопластов, в качестве антиадгезионного покрытия для диафрагм многоразового действия
12	КЭ 10-16 (50%)	Для силиконирования резиновых пробок для флаконов с антибиотиками
13	КЭ 20-03 (70%)	Как антиадгезив в пр-ве РТИ, на ЖБИ при изготовлении потолочных плит

Масла и смазки

Пластичная смазка ЦИАТИМ-221 – на основе полиэтилсилоксановой жидкости. Температурный диапазон эксплуатации от -60 до +150^оС (кратковременно до +180^оС). Смазка нерастворима в воде, химически стойка и инертна по отношению к резинам и другим полимерным материалам. Смазка хорошо зарекомендовала себя в подшипниках качения, а также широко используется в парах трения резина-металл для смазывания резиновых уплотнений пневмоцилиндров. Ее широко применяют в агрегатных подшипниках летательных аппаратов различных типов. Смазка успешно используется в подшипниках авиационных электромашин, приборных подшипниках и малонагруженных редукторах. Как приборную смазку ее можно использовать при атмосферном давлении и в вакууме.

Пластичная смазка ОКБ-122-7 – на основе полиэтилсилоксановой жидкости Температурный диапазон применения от -60 до +120^оС. Смазка характеризуется высокой водостойкостью, коллоидной и химической стабильностью, а также хорошими защитными свойствами. Смазка получила широкое распространение в качестве многоцелевой приборной смазки для авиационных и др. электромашин, точных механизмов, прецизионных подшипников и т.д.

Масла 132-08, 132-20 - на основе композиции полиэтилсилоксановой с минеральными маслами. Используются в качестве низкотемпературных приборных масел.