Какие свойства делают диметиловый силиконовый масляный продукт идеальным для смазки и отделения от формы?

Диметилсиликоновое масло обладает низким поверхностным натяжением около 20 мН/м, что обеспечивает отличное отделение от поверхности пресс-формы. Оно способно образовывать барьеры отклонения на молекулярном уровне, ограничивающие адгезию химически несвязанных материалов. В полиуретановом литье было показано, что оно обеспечивает успешность отделения более 98 % независимо от геометрической сложности пресс-формы. Механизм отделения масла заключается в уменьшении капиллярных сил, создающих сопротивление при извлечении из формы и ловушки мениска на поверхности. То есть масло способно устранять поверхностные дефекты, вызванные захваченной смолой, и тем самым улучшает целостность производимых деталей. Было показано, что материал обеспечивает стабильное отделение без образования остатков разделительного агента. Это позволяет сократить частоту технического обслуживания производственной оснастки, а также улучшить размерную стабильность производимых деталей. Это критически важно, когда детали, изготовленные из пресс-форм, имеют жесткие допуски.

В процессах вулканизации резины и переработки полимеров химическая инертность и нереакционная способность диметилсиликонового масла обусловлены его химической гибкостью.

Масло сохраняет стабильность, что подтверждено термогравиметрическим анализом: оно демонстрирует стабильность в ходе экспериментов даже при температурах вулканизации, превышающих 180 °C. Кроме того, масло химически инертно по отношению к ускорителям, катализаторам и полимерным цепям и, что особенно важно, не приводит к образованию липких остатков в формах и не вызывает химических изменений в составе смеси. На заводах по переработке полимера EPDM при использовании инертного растительного масла наблюдался значительный износ оборудования. Силиконовое масло служит примерно на 40 % дольше, чем ранее применявшиеся органические смазки-сепараторы. Наличие встроенных, высвобождаемых и химически инертных добавок приводит к заметному снижению поверхностных дефектов перерабатываемого полимера. Химическая инертность диметилсиликонового масла обеспечивает неизменность реакций сшивания эластомеров, что гарантирует стабильную скорость отверждения в течение всего производственного цикла без образования нежелательных побочных продуктов, поскольку химический состав перерабатываемого полимера остаётся неизменным.

Термостойкость и устойчивость к окислению: обеспечение стабильной работы при смазке при высоких температурах

Стабильная работа возможна при температурах до 200 °C без испарения или образования остатков (подтверждено по стандарту ASTM D92).

Согласно стандарту ASTM D92 (метод открытого тигля Кливленда), диметилсиликоновое масло (один из типов силиконовых масел) значительно превосходит конкурентов и обеспечивает превосходную альтернативу маслам для литья под давлением и литья пластмасс под давлением (где температура металла превышает 175 °C). Минеральные (нефтяные) масла известны своей склонностью к образованию остатков и испарению (выхлопу) при высоких температурах. В процессах литья под давлением и литья пластмасс под давлением (нефтяные) масла разрушаются. Силиконовые масла (в частности, диметилсиликоновые масла) обеспечивают реальную ценность для постоянно действующих заводов и механических мастерских.

Срок службы может быть увеличен в непрерывных промышленных системах смазки за счёт применения диметилсиликонового масла, поскольку его уникальная молекулярная структура устойчива к окислению.

Исследование компании Lubrication Engineering, посвящённое сравнению силиконового и минерального масел, показывает, что срок службы силиконового масла в среднем в три раза превышает срок службы минерального масла, поскольку его вязкость изменяется на 80 % меньше, чем у минерального масла. Для служб технического обслуживания это означает, что интервалы между обслуживанием непрерывно работающих систем — таких как приводные цепи конвейеров и промышленные редукторы — можно увеличить в три раза. Сокращение количества технического обслуживания означает меньшую продолжительность простоев производства и снижение степени повреждения, вызываемого побочными продуктами окисления масла. Наибольшую выгоду от применения этого масла получают предприятия, функционирующие в режиме «круглосуточно», поскольку они работают тысячи часов подряд и постоянно обеспечивают гидродинамическую смазочную защиту.

Поверхностная активность и способность к образованию плёнки: стабильная смазывающая способность и гидрофобная защита

Равномерное и долговременное формирование тонкой плёнки на металлических, эластомерных и термопластичных основаниях

Диметилсиликоновое масло образует на всех подложках тонкие пленки толщиной менее 5 микрон и не скапливается в лужицах и не разрушает пленки и стержни при изменении температуры. При нанесении пленки на подложки из эластичных материалов она также может выступать в качестве разделительного агента в течение нескольких сотен циклов отверждения (более 200 циклов) и выдерживает значительные механические и сдвиговые нагрузки (свыше примерно 3500 psi), даже на металлических деталях. Эффективность пленки при таких механических нагрузках обусловлена ориентацией молекул на поверхности: метильные группы, направленные наружу, формируют защитный поверхностный слой, который делает пленку устойчивой к адгезии и обеспечивает антипригарную поверхность.

В условиях производства при высокой влажности гидрофобность позволяет предотвратить прилипание и коррозию, вызванные влагой.

Пленки из диметилсиликонового масла с углами смачивания свыше 110 градусов обладают превосходной водоустойчивостью. В условиях относительной влажности 80 % и выше промышленные испытания показали, что такие пленки снижают проблемы прилипания и образование масляных пленок при резиновом литье почти на 2/3. Инструменты также служат значительно дольше благодаря уменьшению электролитической коррозии; в результате автопроизводители, использующие эти смазки-сепараторы, зафиксировали снижение доли бракованных деталей, вызванных коррозией, на 41 % при цинковом литье под давлением. Как это работает? Благодаря своим гидрофобным свойствам вещество предотвращает капиллярную конденсацию внутри микрорельефных форм, тем самым защищая сложный рисунок от проблем адгезии.

Оптимизация диметилсиликонового масла для различных методов нанесения: регулировка вязкости

Диметилсиликоновое масло известно своей удивительной универсальностью благодаря широкому диапазону вязкостей. Диметилсиликоновое масло находит применение во многих коммерческих областях именно из-за этого диапазона вязкостей. Для наименьшего диапазона вязкостей (5–200 сСт) диметилсиликоновые масла можно легко использовать при формировании аэрозольных систем, нанесении покрытий на поверхности и создании эмульсий без растворителей. Они идеально подходят в тех случаях, когда требуется минимальное покрытие сложных поверхностей или необходимо избежать остатков. Средний диапазон вязкостей (500–1500 сСт) обеспечивает оптимальный баланс, позволяющий контролировать растекание жидкости, при этом она не стекает с поверхности слишком легко. Этот диапазон широко применяется при погружном и валковом нанесении покрытий, где особенно важен точный контроль процесса. В случае самого высокого диапазона вязкостей (2000–10000 сСт) диметилсиликоновые масла менее склонны к стеканию или каплеобразованию в труднодоступные места при игольчатой дозировке на резиновых или пластиковых сборках. Возможность точно регулировать вязкость силиконовых масел позволяет минимизировать расход материалов, а также улучшить характеристики демолдинга изделий из форм за счёт отсутствия избыточного смазочного «пятна», которое могло бы задерживать и накапливать пыль и загрязнения. Однако выбор класса вязкости — это не просто выбор числового значения.

Операторы должны понимать ограничения, связанные с температурой, а также напряжения, возникающие в масле при каждом конкретном применении, как подробно описано в большинстве промышленных руководств по работе с жидкостями.

Классы вязкости (от 5 до 10 000 сСт), соответствующие методам распыления, погружения, роликового нанесения и прямой дозированной подачи

Версии с более низкой вязкостью подходят для пневматического распыления на металлические матрицы, поскольку они образуют тонкие плёнки, которые высыхают наиболее быстро. Для нанесения погружением требуется продукт со средней вязкостью, чтобы обеспечить надлежащее покрытие эластомеров без чрезмерного стекания. Для роликового нанесения предпочтительны материалы со средней вязкостью, что позволяет предотвратить недостаточную подачу материала, образование рёбер и другие подобные проблемы. Формуляции с высокой вязкостью обеспечивают высокую точность целенаправленного нанесения на термопластичные вставки. Благодаря отсутствию нежелательного растекания к краям они обеспечивают оптимальный контроль за процессом отделения. Большинство производителей считают, что данный метод эффективно поддерживает стабильное качество продукции в различных производственных циклах.

Практическая проверка: подтверждённая эффективность при вулканизации резины и литье пластмасс

Производство уплотнительных прокладок из ЭПДМ: снижение силы выталкивания на 37 % при использовании диметилсиликонового масла

При производстве уплотнительных прокладок из ЭПДМ диметилсиликоновое масло обеспечивает снижение силы выталкивания на 37 % по сравнению с традиционными смазками для форм. Это обусловлено его низким поверхностным натяжением (около 21 мН/м или менее) и практически полным устранением «липкости» (трения, сопротивления перемещению и адгезии) между отвержденной резиной и формой. В результате сохраняются хрупкие элементы прокладок, а микроскопические разрывы при выталкивании исчезают. Это позволяет достичь ряда операционных преимуществ, включая сокращение времени цикла, уменьшение ручной зачистки и снижение простоев, связанных с очисткой форм. На высокопроизводительных линиях по производству эластомеров совокупный эффект от этих преимуществ является существенным.

  Часто задаваемые вопросы

Для чего используется диметилсиликоновое масло?

Для смазки форм и обеспечения их разъёмности. Низкое поверхностное натяжение и химическая инертность по отношению к полимерным цепям позволяют практически без остатка освобождать изделия сложной формы из форм.

Каково поведение диметилсиликонового масла при высоких температурах?

Диметилсиликоновое масло способно обеспечивать смазку при температурах свыше 200 °C, поскольку испытание по стандарту ASTM D92 показывает, что оно не испаряется до 200 °C.

Какова важность регулируемой вязкости диметилсиликонового масла?

Возможность регулирования вязкости позволяет использовать диметилсиликоновое масло эффективно в различных методах нанесения, включая распыление, погружение, роликовое нанесение и прямую дозированную подачу.

Подвержено ли диметилсиликоновое масло окислительному стрессу?

Да, его молекулярная структура не претерпевает существенных изменений при окислении, а снижение вязкости составляет всего около 20 % по сравнению с минеральными маслами, что повышает срок службы системы при непрерывной смазке.