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硅油的物理性質與性能
硅油的物理性質與性能
以Si-O-Si為主鏈，硅原子上連接甲基的線性二甲基硅油，由于分子間作用力小，分子呈螺旋狀結構，甲基朝外排列并可自由旋轉，因而具有區別于其他聚合物的一系列特性，如無色透明，黏度范圍寬，黏溫系數小、膨脹系數大，低蒸氣壓、高閃點，耐高低溫、耐候、耐輻照性等，低表面張力，高壓縮率，抗氧等離子體，高絕緣性，抗剪切，成膜性好，憎水，消泡，高光澤，對材料有惰性，如化學惰性、無腐蝕及生理惰性等。正是這些特性決定了其廣泛的用途。
作為織物后整理助劑應用的硅油，都是在二甲基硅油的分子結構基礎上，以活性官能團取代一定量的側鏈甲基得到成本相對低的功能性有機硅油。產物結合了二甲基硅油的優點，取代后又可提供反應性或其他功能。如早期以氫基部分取代甲基制得的氫基硅油應用于織物防水整理時可提供耐久性。
對于其他品種的線型硅油，包括羥基硅油、烷氧基硅油、乙酰氧基硅油、乙烯基硅油及氨基固有等，其主要特診也是具有化學活性，在應用于織物整理過程中可以與纖維大分子側鏈上的活性官能團發生化學反應，由此可提供耐久性功能。然而，功能性硅油的分子結構中大部分取代基仍然是甲基，所有這些硅油都保留了二甲基硅油的某些物理性能。
黏度特征
二甲基硅油在廣泛的摩爾質量范圍內（162 ~ 500000g/mol）保持液體狀態，其黏度可由0.65mm2/s直至1X1000000mm2/s，這是其他聚合物體系所無法比擬的。
黏溫性能。在所有聚合物中，二甲基硅油的黏度隨溫度變化（黏溫系數）最小。對此，人們提出了兩種理論加以節數。第一種為，二甲基硅油由于偶極吸引和甲基的低空間位阻，存在分子內的作用力，使得分子鏈在低溫時，自身緊緊纏繞在一起。因此，黏度在低溫時比預期低。當溫度升高時，分子鏈伸展開，反而導致與鄰近分子間相互纏繞增加，而抵消了一部分由于溫度升高使黏度降低的作用。
所以，如果分子間作用力保持不變，升高溫度不會使黏度大幅下降。對于黏度——溫度變化的第二種理論解釋是，二甲基硅油的分子間作用力一般很低，使得溫度變化對這些相互作用影響很小。這是因為分子間沒有強的極性相互作用，而且分子主鏈鍵容易旋轉，允許每個聚合物分子都占有相對較大的體積，從而阻礙了分子鏈的廣泛纏繞。
黏度的調配。一定黏度的二甲基硅油，可在合成時通過調節止鏈劑用量來得到，但也可由兩種不同黏度的二甲基硅油混合而得。原則上，任意兩種黏度的硅油均可混合，但黏度相差過大時，將影響終產物的抗剪切性能。
抗剪切性。二甲基硅油的剪切速率與黏度之間的關系關系到應用過程中的工藝參數控制。剪切力作用可使聚合物分子斷鍵而導致其黏度降低。硅油在同樣情況下，黏度降低很小，說明它有優良的抗剪切性。黏度為1000mm2/s（25℃）的二甲基硅油在5000s^(-1)的剪切速率下，黏度無明顯變化，較高黏度的二甲基硅油在高剪切力作用下黏度稍有降低，而且是暫時的變化，當剪切消除后又能恢復，說明黏度降低非分子被切斷所致，而是由于Si-O-Si鍵角的改變。
界面特性
表面張力。二甲基硅油具有很低的表面張力和較高的表面活性，極易在材料表面鋪展成膜，故可用作高效憎水劑、消泡劑及勻泡劑。硅油的表面張力與黏度有關。在Me3SiO（MeSiO）nSiMe中，n=0時，Me3SiOSiMe3的表面張力最低（15.9mN/m）。隨著黏度的提高，表面張力穩定在20 ~ 21mN/m。
（來源：全球有機硅網作者：知然）
