La riduzione della viscosità dei fluidi siliconici è un requisito di processo comune e si ottiene principalmente attraverso metodi fisici e chimici. Il metodo scelto dipende dall'applicazione specifica, dall'attrezzatura disponibile e dai requisiti del prodotto finale-.
Metodi fisici (non modifica la struttura chimica, reversibile)
I metodi fisici sono generalmente i più semplici, sicuri e comunemente utilizzati perché non modificano le proprietà chimiche dell'olio siliconico; ne riducono solo temporaneamente la viscosità.
1. Riscaldamento
Questo è il metodo più diretto ed efficace.
Principio: l'olio siliconico è un fluido newtoniano e la sua viscosità è molto sensibile alla temperatura. All’aumentare della temperatura, il movimento della catena molecolare accelera, le forze intermolecolari si indeboliscono e la viscosità diminuisce significativamente.
Funzionamento: riscaldare l'olio siliconico alla temperatura operativa desiderata. Questa operazione può essere eseguita in un bagno d'acqua, un bagno d'olio o un recipiente riscaldante incamiciato.
Vantaggi: funzionamento semplice, basso costo, nessun cambiamento chimico e la viscosità viene ripristinata durante il raffreddamento.
Svantaggi: la riduzione della viscosità è temporanea e richiede un riscaldamento continuo per mantenere la temperatura. Temperature eccessive possono causare l'ossidazione dell'olio siliconico (soprattutto dell'olio siliconico standard), quindi è meglio operare in un'atmosfera inerte (come l'azoto) o utilizzare un olio siliconico resistente alle alte-temperature-.
Applicazioni: ampiamente utilizzato nei processi di rivestimento, invasatura, lubrificazione e altri processi di lavorazione.
2. Aggiunta di un solvente o diluente a bassa-viscosità
Questo metodo "diluisce" l'intero sistema aggiungendo un liquido a bassa-viscosità.
Principio: una sostanza a bassa-viscosità riempie gli spazi tra le catene polimeriche, riducendo l'aggrovigliamento e l'attrito tra le catene.
Diluenti comuni:
I silossani volatili, come l'esametildisilossano (MM) o l'ottametiltrisilossano, sono altamente compatibili con l'olio siliconico. Dopo l'applicazione (ad esempio a spruzzo), questi silossani a basso peso molecolare-evaporano, lasciando dietro di sé una pellicola dell'olio siliconico originale ad alta-viscosità. Questo li rende diluenti professionali ideali.
Solventi organici: i solventi idrocarburici come toluene, xilene, eptano e acqua ragia minerale possono anche ridurre efficacemente la viscosità dell'olio siliconico. Tuttavia, la loro compatibilità con l'olio siliconico è limitata e potrebbe essere necessario un rapporto specifico per formare una soluzione uniforme. Questi solventi devono essere rimossi in seguito, sollevando potenzialmente preoccupazioni ambientali e COV (composti organici volatili).
Olio siliconico a bassa-viscosità: aggiungere un olio siliconico a-viscosità molto bassa (come 10 cSt o 50 cSt) direttamente alla soluzione e mescolare. Si tratta di una riduzione permanente della viscosità; la viscosità non verrà ripristinata.
Vantaggi: significativa riduzione della viscosità e facile manipolazione.
Svantaggi:
L'uso di solventi volatili può alterare le proprietà del prodotto finale (come il contenuto di solidi).
Potenzialmente introdurre problemi di infiammabilità, tossicità o COV.
La selezione del giusto solvente compatibile è fondamentale; in caso contrario, potrebbe verificarsi una demiscelazione.
Metodi chimici (cambiamento della struttura chimica, irreversibile)
I metodi chimici riducono permanentemente la viscosità dell'olio di silicone modificandone la struttura molecolare.
1. Controllo del grado di polimerizzazione (DOP)
La viscosità dell'olio siliconico è determinata principalmente dalla lunghezza delle sue catene polimeriche (cioè dal grado di polimerizzazione).
Principio: durante la sintesi dell'olio di silicone (tipicamente attraverso la polimerizzazione con apertura dell'anello-dell'ottametilciclotetrasilossano D4), aggiungendo un agente di copertura (come l'esametildisilossano MM) e controllandone il rapporto, è possibile controllare attivamente la crescita della catena di polimerizzazione, producendo così direttamente silicone a bassa-viscosità olio.
Vantaggi: questo è un metodo fondamentale per ottenere alla fonte olio siliconico a bassa-viscosità, ottenendo un prodotto puro.
Svantaggi: devi essere il produttore dell'olio siliconico o specificare la viscosità desiderata dal fornitore, anziché post-lavorare un prodotto esistente ad-viscosità elevata.
2. Degradazione da taglio (da usare con cautela)
L'esercizio di forti forze di taglio meccaniche sull'olio di silicone può interrompere le catene molecolari.
Meccanismo: attraverso l'agitazione, la macinazione, l'omogeneizzazione ad alta-velocità o l'uso in apparecchiature come omogeneizzatori ad alta-pressione, forti forze di taglio possono rompere fisicamente le catene molecolari del silossano (Si-O), riducendo così in modo permanente la viscosità.
Vantaggi: Può ridurre permanentemente la viscosità.
Svantaggi:
Difficile da controllare: il grado di degradazione e la viscosità finale sono imprevedibili e può essere prodotto un prodotto non uniforme con un'ampia distribuzione del peso molecolare.
Potenziale impatto sulle prestazioni: la rottura della catena molecolare può alterare molte proprietà dell'olio siliconico, come la lubrificazione, la stabilità termica e l'idrofobicità, spesso in modo negativo.
Richiede un consumo energetico significativo.
Applicazione: Di solito si tratta di un effetto collaterale indesiderato (ad esempio durante un pompaggio con agitazione vigorosa) piuttosto che di un metodo di riduzione della viscosità consigliato.
Raccomandazioni finali:
Riscaldamento preferibile: se lo scopo principale è facilitare la lavorazione, il trasporto o il rivestimento, il riscaldamento è il metodo più sicuro e consigliato.
Richiede una riduzione permanente della viscosità: se desideri un prodotto finale a bassa viscosità naturale, l'approccio migliore è acquistare direttamente il fluido siliconico a bassa-viscosità o diluirlo con un fluido siliconico ad alta-viscosità.
Per applicazioni a spruzzo: se è necessaria una riduzione temporanea della viscosità per facilitare l'applicazione e ripristinare le prestazioni dopo l'applicazione, l'opzione migliore è un diluente specializzato contenente silossani volatili (come MM).
Utilizzare i solventi con cautela: se è necessario utilizzare solventi organici, eseguire prima un-test di compatibilità su piccola scala e prestare attenzione alle considerazioni sulla sicurezza e sulla ventilazione.
Scegliere il metodo più appropriato in base allo scenario applicativo specifico, alle condizioni dell'apparecchiatura e ai requisiti del prodotto finale.
