Tak, różnica lepkości PDM (polidimetylosiloksan, IE olej dimetylobilnikowy) jest głównie spowodowana różnym stopniem polimeryzacji, a także nieco wpływa na strukturę molekularną (taką jak typ grupy końcowej). Poniżej znajduje się szczegółowe wyjaśnienie z perspektywy struktury chemicznej:
Stopień polimeryzacji jest podstawowym czynnikiem, który określa lepkość PDMS
Struktura molekularna PDMS to łańcuch liniowy, a powtarzającą się jednostką jest -si (ch₃) ₂-o-. Jego ogólną formułę można wyrazić jako:
(Ch₃) ₃sio- [si (ch₃) ₂-o-] ₙ-si (ch₃) ₃
Co, n jest stopniem polimeryzacji (liczba powtarzających się jednostek).
Im wyższy stopień polimeryzacji (tym większy N IS): im dłuższy łańcuch molekularny, tym silniejsza siła van der waals (głównie siła dyspersji) między cząsteczkami i wyższy stopień splątania między łańcuchami, co powoduje słabą płynność i większą lepkość.
Im niższy stopień polimeryzacji (im mniejszy n jest): im krótszy łańcuch molekularny, tym słabsza siła międzycząsteczkowa, tym mniejsze splątanie, tym lepsza płynność i niższa lepkość
Na przykład:
PDM o niskiej lepkości (np. 100 mm²/s) zwykle ma niski stopień polimeryzacji (n jest około dziesiątek);
PDM o wysokiej lepkości (takich jak 100000 mm²/s) może mieć pewien stopień polimeryzacji tak wysokiej jak setki, a nawet tysiące.
Wtórny wpływ typu grupy końcowej na lepkość
Grupy końcowe (grupy na obu końcach łańcucha molekularnego) PDMS są zwykle -si (ch₃) ₃ (trimetylosilil), ale niektóre specjalne modele mogą być zakończone hydroksylowymi (-SI (CH₃) ₂-OH) lub innymi grupami.
Gdy grupy końcowe są grupami obojętnymi (takimi jak trimetylosilil), nie ma dodatkowej interakcji między łańcuchami molekularnymi, a lepkość jest dominowana jedynie przez stopień polimeryzacji;
Jeśli grupy końcowe są grupami aktywnymi (takimi jak hydroksyl), mogą tworzyć się słabe wiązania wodorowe między cząsteczkami, co spowoduje lepkość w tym samym stopniu polimeryzacji nieco wyższy niż w przypadku PDM z obojętnymi grupami końcowymi, ale wpływ jest znacznie mniejszy niż różnica w stopniu polimeryzacji.
Inne drobne czynniki
Oprócz stopnia polimeryzacji i grupy końcowej, temperatura znacząco wpływa również na lepkość PDMS (olej silikonowy ma charakterystykę współczynnika niewielkiego temperatury lepkości, ale lepkość nadal spadnie w wysokich temperaturach), ale jest to zmiana stanu fizycznego, a nie dzielona różnica lepkości spowodowana strukturą chemiczną.
Podsumowując, stopień polimeryzacji jest najbardziej podstawowym czynnikiem, który określa lepkość PDMS. Różnica długości łańcucha molekularnego bezpośrednio prowadzi do różnicy lepkości różnych rodzajów PDM, podczas gdy wpływ grupy końcowej i temperatury jest stosunkowo niewielki. W praktycznych zastosowaniach (takich jak lakiery podłogowe, smary itp.) To dzięki wyborze PDMS o różnym stopniu polimeryzacji jest dopasowana wymagana wydajność lepkości.
