أهلًا بك في الموقع الرسمي لشركة هوبي ZhengJiu للمواد الجديدة للتكنولوجيا المحدودة!
زيت السيليكون ثنائي الميثيل: لماذا تختلف لزوجته اختلافًا كبيرًا؟
2025-08-07
زيت ثنائي ميثيل السيليكون: لماذا تختلف لزوجته اختلافًا كبيرًا؟
في الإنتاج الصناعي والحياة اليومية، يُعد زيت ثنائي ميثيل السيليكون (PDMS) مادة شائعة، حيث يوجد في كل مكان، من الإضافات الملساء في مستحضرات التجميل إلى شحم التشحيم الميكانيكي. تختلف لزوجة زيت ثنائي ميثيل السيليكون اختلافًا كبيرًا، حيث توجد بعض الأنواع السائلة التي تصل لزوجتها إلى 5cSt، بينما تصل لزوجة أنواع أخرى إلى أكثر من مليون cSt. من أين تأتي هذه الفروقات الكبيرة في اللزوجة؟ ستشرح هذه المقالة سر لزوجة زيت ثنائي ميثيل السيليكون من منظور التركيب الكيميائي.
أولًا، درجة البلمرة هي العامل الأساسي الذي يحدد لزوجة PDMS
التركيب الجزيئي لـ PDMS هو سلسلة خطية، والوحدة المتكررة هي -Si(CH₃)₂-O- ، ويمكن التعبير عن صيغتها العامة على النحو التالي:
(CH₃)₃SiO-[Si(CH₃)₂-O-]ₙ-Si(CH₃)₃
حيث n هي درجة البلمرة (عدد الوحدات المتكررة).
كلما زادت درجة البلمرة (كلما زاد n): يزداد طول السلسلة الجزيئية، وتزداد قوة قوى فان دير فال (خاصةً قوى التشتت)، وتزداد درجة تشابك السلاسل مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى انخفاض السيولة وزيادة اللزوجة. تُستخدم زيوت السيليكون عالية البلمرة في زيوت التخميد ومواد الختم وما إلى ذلك، حيث تكون هناك حاجة إلى لزوجة عالية.
كلما انخفضت درجة البلمرة (كلما قل n): تصبح السلسلة الجزيئية أقصر، وتضعف القوى بين الجزيئات، وتقل درجة التشابك، وتتحسن السيولة، وتنخفض اللزوجة. غالبًا ما تُستخدم زيوت السيليكون منخفضة اللزوجة في مواد إزالة القوالب، والمواد الملساء الخفيفة في مستحضرات التجميل، وما إلى ذلك.
على سبيل المثال:
عادةً ما تكون درجة بلمرة PDMS منخفضة اللزوجة (مثل 100 مم²/ثانية) منخفضة (n حوالي عشرات)؛
يمكن أن تصل درجة بلمرة PDMS عالية اللزوجة (مثل 100000 مم²/ثانية) إلى مئات أو حتى آلاف.
العلاقة بين اللزوجة ودرجة البلمرة ليست علاقة خطية، بل هي علاقة نمو أسية. هذا يرجع إلى أن احتمال وقوة التشابك بين السلاسل تزداد بشكل هندسي مع زيادة طول السلسلة الجزيئية، مما يجعل اللزوجة تزداد بسرعة بعد أن تصل درجة البلمرة إلى قيمة حرجة.
ثانيًا، تأثير نوع النهايات على اللزوجة
يؤثر هيكل النهايات في نهايتي السلسلة الجزيئية على لزوجة زيت ثنائي ميثيل السيليكون إلى حد ما. تشمل أنواع النهايات الشائعة لزيت ثنائي ميثيل السيليكون مجموعة الهيدروكسيل (-OH) ومجموعة الميثيل (-CH₃).
عندما تكون النهايات عبارة عن مجموعة هيدروكسيل، يمكن أن تتفاعل مجموعات الهيدروكسيل في السلاسل الجزيئية المجاورة من خلال الروابط الهيدروجينية، مما يعزز القوى بين الجزيئات، ويؤدي إلى زيادة طفيفة في لزوجة النظام.
عندما تكون النهايات عبارة عن مجموعة ميثيل، نظرًا لكون الميثيل خامل كيميائيًا، فلا يمكنه تكوين روابط هيدروجينية، ولا توجد إلا قوى فان دير فال بين الجزيئات، لذلك، عند نفس درجة البلمرة، تكون لزوجة زيت السيليكون ذي النهايات الميثيلية أقل من لزوجة زيت السيليكون ذي النهايات الهيدروكسيلية.
إن تأثير النهايات على اللزوجة أقل بكثير من تأثير درجة البلمرة. فقط عندما تكون درجة البلمرة متشابهة، يكون الفرق في اللزوجة الناجم عن اختلاف النهايات واضحًا نسبيًا. على سبيل المثال، في السلاسل الجزيئية ذات درجة البلمرة نفسها، تكون لزوجة زيت السيليكون ذي النهايات الهيدروكسيلية أعلى عادةً بنسبة 5٪-10٪ من لزوجة زيت السيليكون ذي النهايات الميثيلية، ولكن بالنسبة لزيوت السيليكون طويلة السلسلة، يمكن إهمال هذا الاختلاف.
ثالثًا، عوامل ثانوية أخرى
بالإضافة إلى درجة البلمرة والنهايات، تؤثر العوامل التالية على لزوجة زيت ثنائي ميثيل السيليكون بشكل طفيف:
درجة الحرارة عندما ترتفع درجة الحرارة، تزداد طاقة الحركة الحرارية للجزيئات، وتضعف قوة التشابك بين السلاسل الجزيئية، وتنخفض القوى بين الجزيئات، مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة؛ والعكس صحيح عندما تنخفض درجة الحرارة. لذلك، عادةً ما يتم تحديد "اللزوجة الحركية (40 درجة مئوية)" كمعامل قياسي لمنتجات زيت السيليكون لضمان قابلية مقارنة بيانات لزوجة العينات المختلفة.
توزيع الكتلة الجزيئية في ظل نفس متوسط درجة البلمرة، يكون لتوزيع عرض الكتلة الجزيئية تأثير واضح على اللزوجة. عندما يوجد في النظام جزيئات قصيرة وسلاسل طويلة في نفس الوقت، يمكن للجزيئات القصيرة أن تملأ الفجوات بين السلاسل الطويلة، مما يقلل من مقاومة الاحتكاك بين السلاسل، ويؤدي إلى انخفاض اللزوجة الكلية؛ بينما يكون النظام ذو توزيع الكتلة الجزيئية الضيق أكثر استقرارًا في اللزوجة.
على الرغم من أن هذه العوامل لا تغير مقدار اللزوجة، إلا أنه يجب التحكم فيها بدقة في الإنتاج الصناعي لضمان اتساق أداء المنتج.
تنبع تنوع لزوجة زيت ثنائي ميثيل السيليكون من قابلية التحكم في تركيبه الكيميائي: من خلال تغيير درجة البلمرة، يمكن التحكم في مقدار اللزوجة، ويمكن تحقيق ضبط دقيق للزوجة من خلال تعديل النهايات وتحسين العملية، وبالتالي الحصول على سلسلة من المنتجات التي تغطي نطاقًا من اللزوجة المنخفضة إلى اللزوجة العالية جدًا لتلبية احتياجات سيناريوهات التطبيق المختلفة.
الحصول على المعلومات
تعرف على المزيد حول شركة ZhengJiu New Materials، واحصل على معلومات مُحدّثة عن المنتج.
العنوان: رقم 29، طريق Xingye، حديقة Qingji الصناعية، مقاطعة Gong'an، مدينة Jingzhou، مقاطعة هوبي
هاتف:+86-716-5103131 / +8613331898180
فاكس: +86-716-5103131
البريد الإلكتروني:sales@hbzjxc.com
حقوق الطبع والنشر © 2025 شركة هوبي ZhengJiu للمواد الجديدة للتكنولوجيا المحدودة.
بواسطةwww.300.cnيدعم هذا الموقع الوصول المزدوج لـ IPV4 / IPV6.