Jakie jest zastosowanie oleju silikonowego CAS: 63148-62-9
Olej silikonowy dimetylowy (polidimetylosiloksan, PDMS) to liniowy polimer organosilikonowy z szkieletem wiązania siloksanowego (-Si-O-Si-) i grupami bocznymi metylowymi (-CH₃). Posiada unikalną strukturę molekularną i właściwości fizykochemiczne i jest szeroko stosowany w przemyśle, takim jak produkcja przemysłowa, opieka medyczna i chemia gospodarcza. Poniżej znajduje się szczegółowa analiza jego kluczowych cech i scenariuszy zastosowań:
I. Kluczowe cechy i struktura chemiczna
Struktura chemiczna
Jego wzór chemiczny to ((CH_3)_3SiO[(CH_3)_2SiO]_nSi(CH_3)_3). Wiązanie siloksanowe (energia wiązania: 451 kJ/mol) zapewnia mu wysoką stabilność termiczną. Ułożenie grup metylowych na zewnątrz tworzy strukturę helikalną, nadając mu niskie napięcie powierzchniowe (20-22 mN/m) i doskonałą hydrofobowość.
Właściwości fizykochemiczne
Stabilność w szerokim zakresie temperatur: Może być stosowany w sposób ciągły w temperaturach od -50°C do 200°C i wytrzymuje wyższe temperatury przez krótkie okresy. Utrzymuje płynność nawet w niskich temperaturach (np. klasa 5cSt pozostaje płynna w ciekłym azocie w temperaturze -196°C).
Regulowana lepkość: Lepkość waha się od 5 do 1 000 000 centystoksów (cSt), od bardzo cienkiej cieczy do półstałego żelu, którą można dostosować do potrzeb różnych scenariuszy.
Bezwładność fizjologiczna: Nietoksyczny i nie drażniący, zgodny ze standardami FDA, UE i innymi standardami farmaceutycznymi i może bezpośrednio kontaktować się z tkankami ludzkimi.
Stabilność chemiczna
Odporny na korozję przez mocne kwasy, mocne zasady i roztwory soli nieorganicznych i nie jest podatny na reakcje z innymi substancjami, co sprawia, że nadaje się do stosowania w trudnych warunkach.
II. Dogłębna analiza zastosowań przemysłowych
1. Medycyna i nauki o życiu
Smarowanie urządzeń medycznych: Olej silikonowy dimetylowy o niskiej lepkości (np. 5cSt) jest stosowany jako powłoka do instrumentów chirurgicznych, cewników i strzykawek, co może zmniejszyć współczynnik tarcia do 0,012 i zminimalizować uszkodzenia tkanek. Na przykład, jest stosowany jako smar do ekstrakcji mieszków włosowych w operacjach przeszczepu włosów w celu poprawy wskaźnika przeżywalności przeszczepu.
Nośnik leków i substancja pomocnicza: Służy jako podłoże maści w celu zwiększenia wchłaniania leków przezskórnych lub jako smar do zakrętek butelek z płynem doustnym (zgodny ze standardem GB 9685-2016 dotyczącym kontaktu z żywnością), zmniejszając moment obrotowy otwierania o 30%-40%.
Środek przeciwpieniący i zastosowanie terapeutyczne: Główny składnik doustnych tabletek przeciwpieniących do przewodu pokarmowego i aerozoli przeciwpieniących w obrzęku płuc, łagodzący objawy poprzez działanie przeciwpieniące.
2. Przemysł elektroniczny i energetyczny
Ochrona precyzyjnych komponentów elektronicznych: Olej silikonowy o bardzo niskiej lepkości 5cSt wnika w szczeliny na poziomie mikronów (np. <10μm szczeliny między podkładkami do pakowania chipów), tworząc ultracienką warstwę izolacyjną o grubości 0,1-0,5μm, odpowiednią dla komponentów radiowych 5G i transformatorów wysokiej częstotliwości.
Izolacja i chłodzenie urządzeń energetycznych: O stałej dielektrycznej 2,7-2,8, jest lepszy od większości materiałów organicznych. Stosowany jako olej transformatorowy i płyn do impregnacji kondensatorów, może zmniejszyć straty mocy o 50% i wydłużyć żywotność sprzętu. Na przykład, zastępuje olej mineralny w transformatorach pokładowych w celu poprawy ognioodporności i stabilności.
Zastosowanie w ekstremalnych warunkach: W warunkach wysokiej próżni (10⁻⁶ Pa) i promieniowania kosmicznego, utrata parowania oleju silikonowego 5cSt wynosi <0,01%/1000h, co jest wykorzystywane do smarowania mechanizmów napędowych anten satelitarnych.
3. Produkcja przemysłowa i mechaniczna
Smarowanie i tłumienie w wysokich temperaturach: Gatunki o lepkości 350-1000cSt są stosowane do smarowania łańcuchów i skrzyń biegów w wysokich temperaturach, utrzymując stabilną wydajność smarowania powyżej 200°C i zmniejszając osadzanie się węgla. Olej silikonowy o wysokiej lepkości (dziesiątki tysięcy do setek tysięcy cSt) jest stosowany jako medium dla amortyzatorów pochłaniających wibracje skrętne silników samochodowych w celu zwiększenia trwałości.
Obróbka metali i uwalnianie z form: Olej silikonowy 100-2000cSt jest stosowany do uwalniania z form w procesie tłoczenia metali i formowania wtryskowego, zmniejszając współczynnik tarcia i zapobiegając przywieraniu, szczególnie odpowiedni do formowania w wysokich temperaturach żywicy fenolowej i nienasyconych materiałów poliestrowych.
Uszczelnianie i ochrona: Powlekany na uszczelkach drzwi, okien i ścian osłonowych w celu utworzenia hydrofobowej warstwy, poprawiając odporność na warunki atmosferyczne i wydajność uszczelniania.
4. Chemia gospodarcza i pielęgnacja osobista
Produkty do pielęgnacji skóry i kosmetyki: Olej silikonowy 500-1000cSt jest stosowany jako środek wygładzający w kremach i sprayach przeciwsłonecznych, tworząc oddychającą warstwę ochronną, zapewniając jednocześnie uczucie „zerowej lepkości” skóry (pozostałość oleju <0,2 mg/cm²). Szybkoschnące spraye przeciwsłoneczne (złożone z etanolu) tworzą film w 30 sekund, z wodoodpornością IPX4.
Produkty do pielęgnacji włosów: Olej silikonowy 350-500cSt jest stosowany w szamponach i maskach do włosów w celu naprawy puszących się włosów i przeciwdziałania elektryzowaniu się, dzięki czemu włosy są gładkie i łatwe do rozczesania.
5. Żywność i opakowania
Pomocnicze środki przetwórcze do żywności: Olej silikonowy przeznaczony do kontaktu z żywnością (350-1000cSt) zgodny z GB 30612-2014 jest stosowany jako środek uwalniający do pieczenia i środek zapobiegający przywieraniu powłoki czekoladowej, z dawką ≤0,2 g/kg, a pozostała ilość spełnia przepisy FDA i UE.
Ochrona materiałów opakowaniowych: Powlekany na wewnętrznej ścianie opakowania żywności, aby zapobiec przywieraniu zawartości i przedłużyć okres przydatności do spożycia, np. smarowanie wkładek aluminiowo-plastikowych.
6. Innowacyjne zastosowania w specjalnych dziedzinach
Lotnictwo: Olej silikonowy 5cSt ma współczynnik zmiany lepkości <1,5 w zakresie -60°C~120°C, służąc jako medium tłumiące dla precyzyjnych żyroskopów w celu zapewnienia dokładności kontroli położenia.
Mikroprzepływy i biomedycyna: Elastomery PDMS są wykorzystywane do produkcji chipów mikroprzepływowych, których przepuszczalność powietrza i biokompatybilność wspierają eksperymenty, takie jak hodowla komórek i badania przesiewowe leków.
Ochrona zabytków: Olej silikonowy o niskiej lepkości wnika w drewno i papier, tworząc barierę hydrofobową, zapobiegając uszkodzeniom przez wilgoć i utlenianie.