硅油精粹

硅油的特性:

（1）一般理化性能：

甲基硅油的密度比水小，25℃时密度在0.760-0.980范围内，粘度300mm2/s以上的甲基硅油一般在0.965-0.980之间。甲基硅油的密度随着温度的变化较其它油大，因为甲基硅油的容积随温度的变化大。甲基苯基硅油的密度较甲基硅油有所增加，随着苯基含量的增加，密度有所增加，在25℃下，甲基苯基硅油的密度一般在0.99-1.1范围内。

折射率反映化合物的结构特征，低粘度甲基硅油的折射率为1.375-1.398，粘度为

10mm2/s以上时，折射率在1.399-1.404之间。甲基苯基硅油的折射率在1.405-1.585之间；乙基硅油的折射率为1.415-1.450。

一般说来，硅油的挥发性较小。低粘度甲基硅油因含有低分子组分，挥发性稍大，中粘度和高粘度硅油因除去了低分子组分，故其挥发性很低，甲基苯基硅油的挥发性和甲基硅油相似。

甲基硅油和甲基苯基硅油的闪点一般都在300℃以上，自燃点一般在450℃左右。

各种硅油和硅酸酯的凝点一般都比较低，甲基硅油的凝点低于-50℃，甲基苯基硅油的凝点随着粘度的增大而提高。苯基含量对甲基苯基硅油的凝点有显著影响，当苯基含量较低时凝点较低，苯基含量为5％左右时凝点最低，可达-70℃以下，然后随着苯基含量的增加而凝点逐渐升高。

（2）粘温特性：

在所有的润滑油中，以硅油和硅酸酯的粘温性能最好，其中又以甲基硅油最优，即使是中苯基硅油和高苯基硅油的粘温性能也优于其它润滑油。它的粘温变化曲线比矿物油平稳。粘温系数比较小。

（3）热稳定性和氧化稳定性：

硅油在150℃以下长期与空气接触不易变质，在200℃与氧气接触时氧化作用也较慢，此时硅油的氧化安定性仍比矿物油、酯类油等好。随着苯基含量的增加，硅油的热氧化稳定性明显改善。使用二茂铁等热氧化稳定剂也可以提高硅油的热氧化稳定性。甲基硅油的长期使用温度可达200℃，甲基苯基硅油的使用温度可达250℃甚至更高。

（4）水解安定性：

硅油在一般温度下对水是稳定的，常温粘度低于500mm2/s的甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油在100℃没有任何水解迹象，在200℃和5％的水回流下，20小时后的粘度变化也不超过5％。硅酸酯的水解安定性差是其最大的缺点。簇状硅酸酯的水解安定性较线性硅酸酯有较大的改善，簇状硅酸酯不但具有良好的水解安定性，而且还有良好的低温性能、高粘度指数、高闪点及低蒸发损失。

（5）化学惰性：

硅油是化学惰性物质，在常温下对空气、氧气、金属、木材、纸和塑料是稳定的，对金属盐类、液氨和3％的过氧化氢也是稳定的。在温度升高时，强酸、强碱、强氧化剂等对它产生分解作用。

（6）电气性能：

硅油和硅酸酯具有良好的电绝缘性，温度和频率的变化对其电绝缘性影响不大。与一般绝缘油一样，油中的含水量对电绝缘性特别是耐电压性有很大的影响。硅油的含水量决定于环境的相对湿度，一般吸水量在100-200ppm左右。当硅油用作变压器油时，可采取加热、真空加热、吹入干燥惰性气体或使用脱水剂等方法先行脱水。

（7）润滑性：

硅油的边界润滑，特别是对钢-钢摩擦副的润滑性较差，又不易与矿物油相溶，这是限制硅油使用的因素之一。

（8）其它：

硅油的表面张力小，常温粘度为50mm2/s以上的甲基硅油的表面张力为0.021n/m，因而具有优良的润湿性。由于这个缘故，甲基硅油广泛用作脱模剂。添加少量硅油于润滑油与液压油中，可以减少产生泡沫的倾向，故常作为抗泡沫剂使用。

低粘度的甲基硅油对橡胶、塑料、涂料有较大的溶解作用，在高温下，硅油有溶解橡胶中增塑剂的倾向，引起橡胶收缩及硬化，只有氯丁橡胶与氟橡胶等特种胶在高温下接触硅油仍然满意地工作。

一般情况下硅油对金属无腐蚀作用，在200℃以下，即使有氧存在，硅油也对金属无腐蚀，在200℃以上，除了铜及铜合金外，硅油对金属的腐蚀也很小。

硅油是已知化合物中无生理活性的一种，可以认为是无毒的，硅油可以用作各种医药和化妆品。硅油的制备:

1、有机硅单体的制备：

有机硅单体是含有可水解官能团的有机硅化合物，是制备硅油和其它有机硅高聚物的主要原料。有机硅单体的种类很多，工业上最有实用价值的是甲基氯硅烷和苯基氯硅烷，使用较多的还有乙基、乙烯基、氯苯基、含氢的氯硅烷及甲基苯基氯硅烷或烷氧基硅烷。

制备有机硅单体的方法有三种：直接合成法；金属有机物法；硅氢化合物与烃类的加成或取代反应。

2、水解：

将有机氯硅烷加入过量水中，就可以进行水解。一般用水量是使生成的盐酸的浓度不超过20％。二甲基二氯硅烷水解后，生成的硅醇一部分缩聚成线形低聚物，一部分自行缩合成环体。所得环体和线形体的比例与水量、溶剂及水的ph值有关。为进一步提纯中间体，水解后的线形体可在一定温度和1％的koh催化下裂解成环体。

水解设备有间歇式和连续式，二甲基二氯硅烷的水解普遍采用连续式装置。在这种装置中，二甲基二氯硅烷和水是定量加入和排出的，条件比较恒定，生产效率和产品质量都较高。间歇水解只用于生产特殊和少量的硅油。

烷氧基硅烷、苯基氯硅烷的水解要慢得多，需要少量的酸或碱作催化剂及在较高温度下进行。选择适当的条件，使两种或两种以上的单体共水解可得到较均匀的缩聚体，在制备含有几种基团的硅油时常被采用。

3、分子重排：

由水解得到的聚硅氧烷分子量相差比较悬殊，有的含少量硅醇基团，单独水解的还需加入聚合物的封端剂，为了得到分子量比较接近的产品，需要进行分子重排或称为平衡化。通常使

用酸或碱作平衡化的催化剂，最常用的酸是硫酸，常用的碱是四甲基氢氧化胺、四丁基氢氧化磷等“暂时性催化剂”，koh、naoh虽然也可作催化剂，但不容易从聚合物中完全除尽，“暂时性催化剂”升温到一定温度就可分解成对聚合物无害的物质。

制备含苯基的硅油不宜用浓酸作催化剂，因为酸能使苯基从分子中断裂。含氯苯基的硅油不宜用碱作催化剂，因为碱能使氯苯基从分子中断裂。粘度不大的甲基硅油、乙基硅油、单体共水解的甲基氯苯基硅油除了可用酸作催化剂外，用活性白土、阳离子交换树脂作催化剂具有操作简单、油品外观好、电绝缘性能好、便于连续生产等优点。

4、拨顶和过滤：

重排以后的产物分子量分布仍然较宽，含有蒸汽压较大的轻馏分，需要进行减压拨顶，一般在间歇式蒸馏釜中或连续的分子蒸馏设备中进行，控制真空度、温度、时间，达到硅油所要求的闪点和蒸发度。拨顶后的釜底油进行过滤或活性炭处理后过滤，再经调配或加入适当添加剂，得到硅油成品。

5、硅酸酯的制备：

四氯化硅与醇或酚反应是制备原硅酸酯的主要方法。六烷氧基二硅醚和八烷氧基三硅醚（简称为二硅醚和三硅醚）的制备是将计量的水分散到醇中，用湿醇与四氯化硅直接反应，以反应的副产物原硅酸酯和多聚酸酯（烷氧基多硅醚）作稀释剂及副产物的抑制剂。由于副产物循环使用，二三硅醚的总收率可达90％。反应物经中和、减压分馏，就可得到所需的二、三、硅醚。

硅油的分类

硅油和硅酸酯是一种有机硅聚合物，与硅橡胶、硅树脂属同系物，主要是指液体的聚有机硅氧烷。根据其分子结构中硅氧上所带的基团的种类不同可以将其分为甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、硅酸酯等，能用作润滑剂的硅酸酯主要有原硅酸酯、二聚、三聚硅酸酯（六烷氧基二硅醚，八烷氧基三硅醚）。作为合成润滑材料使用的主要有甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油等。

聚有机硅氧烷以硅氧链为主链，与二氧化硅的结构有相似之处，硅原子又通过侧链与其它有机基团相连。这种特殊结构使它兼有无机聚合物和有机聚合物的许多特性，如耐高温、耐老化、耐臭氧、有良好的电绝缘性、疏水性、难燃性、低温流动性、无腐蚀性和生理惰性，有的品种还有耐油、耐溶剂和耐辐射的性能。

硅氧链有良好的热稳定性，这是因为：（1）共价键能是化合物热稳定性的决定因素，硅氧链的共价键能（422.5kj/mol）比普通有机聚合物中碳碳键的共价键能（344.4kj/mol）大；（2）硅原子和氧原子的相对电负性差数较大，硅氧链有较大的极性，使硅原子上连接的有机基团产生偶极感应，提高了所连基团对氧化作用的稳定性；（3）硅原子与氧原子、硅原子与所连基团中的碳原子形成配键，使得si—o键和si—c键都带有部分双键的性质，体系能量下降，热稳定性增强。

硅油和硅酸酯的特殊结构也决定了它们具有良好的低温流动性和粘温性能。