Silikonska mast

Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje polidimetilsiloksan (PDMS), zgoščevalec pa amorfni žarjeni silicijev dioksid. S to formulacijo je silikonska mast prosojna bela viskozna pasta, katere natančne lastnosti so odvisne od vrste in deleža sestavin. Bolj specializirane silikonske masti so izdelane iz fluoriranih silikonov, ali, za uporabo pri nizkih temperaturah, PDMS, ki vsebuje nekaj fenilnih substituentov namesto metilnih skupin. Uporabljajo se lahko tudi drugi zgoščevalci, vključno s stearati in politetrafluoretilenom v prahu (PTFE)<ref name=Thorsten>Thorsten Bartels et al. "Lubricants and Lubrication" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.</ref>. Masti, izdelane iz silikonskih olj z zgoščevalcem iz silicijevega dioksida, se včasih imenujejo silikonske paste, da bi jih razlikovali od silikonskih maziv, izdelanih iz silikonskega olja in milnega zgoščevalca.

Industrijska uporaba

Silikonska mast se pogosto uporablja za mazanje in ohranjanje številnih vrst gumijastih delov, kot so O-obročki, ne da bi guma nabreknila ali se zmehčala, vendar je zaradi teh dejavnikov kontraindicirana za silikonsko gumo. Dobro deluje kot zaviralec korozije in mazivo na stičnih površinah med nekovinami in kovinami. Silikonska mast je topna v organskih topilih, kot so toluen, ksilen, mineralni alkohol in klorirani ogljikovodiki. V metanolu, etanolu in vodi je netopna.[2] Termične paste so pogosto sestavljene iz osnove silikonske masti in dodanih toplotno prevodnih polnil. Uporablja se za prenos toplote in ne za zmanjšanje trenja. Čista silikonska mast se pogosto uporablja v vodovodni industriji v pipah in tesnilih ter v zobozdravstveni opremi. To pa zato, ker ni nevarna za zaužitje. Električna podjetja uporabljajo silikonsko mast za mazanje ločljivih kolen na vodih, ki morajo prenašati visoke temperature. Delovna temperatura silikonskih maziv je na splošno približno od -40 do 200 °C (-40 do 392 °F), pri nekaterih različicah za visoke temperature pa je to območje nekoliko večje.[3]

Kemijski laboratoriji

Silikonska mast se pogosto uporablja kot začasno tesnilo in mazivo za medsebojno povezovanje brušenih steklenih spojev, kot se običajno uporablja v laboratorijski steklovini. Čeprav se običajno domneva, da so silikoni kemično inertni, je zaradi nenamernih reakcij s silikoni nastalo več zgodovinsko pomembnih spojin.[4,5] Prve soli kronskih etrov (OSi(CH3)2)n (n = 6, 7) so nastale z reakcijami organolitijevih in organokalijevih spojin s silikonskimi mastmi[6] ali z naključno reakcijo stanantriola s silikonsko mastjo, pri kateri je nastala kletki podobna spojina s tremi vezmi Sn-O-Si-O-Sn v molekuli.[7] Mazanje aparata s silikonsko mastjo lahko povzroči onesnaženje reakcijske zmesi s to mastjo. Onesnaženost v nezaželenih količinah se lahko prenese skozi čiščenje s kromatografijo. V spektroskopiji NMR metilne skupine v polidimetilsiloksanu kažejo 1H in 13C kemijske premike, podobne trimetilsilanu (TMS), referenčni spojini za te oblike spektroskopije NMR. Tako kot pri TMS je signal singlet. V 1H NMR se silikonska mast pojavi kot singlet pri δ = 0,07 ppm v CDCl3, 0,09 v CD3CN, 0,29 v C6D6 in -0,06 ppm v (CD3)2SO. V 13C NMR se pojavi pri δ = 1,19 ppm v CDCl3 in 1,38 ppm v C6D6. Pripravljene so bile tabele nečistoč, ki se pogosto pojavljajo v NMR spektroskopiji, in te tabele vključujejo silikonsko maščobo.[8]

Potrošniški izdelki

Maziva na osnovi silikona potrošniki pogosto uporabljajo v primerih, ko bi druga običajna potrošniška maziva, kot je vazelin, poškodovala nekatere izdelke, na primer gumo iz lateksa in tesnila na vodoodpornih oblekah. Uporablja se lahko za mazanje polnilnih mehanizmov nalivnih peres[9] in navojev. Pogosto se uporablja tudi za mazanje žic stabilizatorja tipkovnice, da se zmanjša tresenje.

Elektrika

Silikonske masti so električno izolativne in se pogosto uporabljajo na električnih priključkih, zlasti tistih, ki vsebujejo gumijasta tesnila, kot sredstvo za tesnjenje in zaščito priključka. V tem kontekstu se pogosto imenujejo dielektrične masti.[10,11] Pogosta uporaba te vrste je visokonapetostni priključek, povezan z vžigalnimi svečkami bencinskih motorjev, kjer se mast nanese na gumijasti vložek žice svečke, da bi ji pomagala zdrsniti na keramični izolator svečke, zatesnila gumijasti vložek in preprečila oprijem gume na keramiko. Takšne masti so oblikovane tako, da prenesejo visoke temperature, ki so običajno povezane z območji, na katerih se nahajajo vžigalne svečke, in jih je mogoče nanesti tudi na kontakte (ker je pritisk na kontakt zadosten, da prodre skozi plast masti). Dodatna prednost takšnega načina nanašanja na kontaktne površine z visokim tlakom med različnimi kovinami je, da se kontaktno območje zaščiti pred elektroliti, ki bi lahko povzročili hitro kvarjenje kovin zaradi galvanske korozije.[12] Silikonska mast lahko razpade in tvori izolacijsko plast na stikih stikal ali ob njih, ki so izpostavljeni električnemu obloku, onesnaženje pa lahko povzroči predčasno okvaro stikov.[13]

Potapljanje z jeklenko

Silikonske masti, katerih formule so primerne za takšno uporabo, se pogosto uporabljajo za mazanje v potapljaški industriji npr. za mazanje sestavnih delov opreme za uravnavanje tlaka in dovajanje plina, kot so regulatorji, "O" obročki in spojke. Potapljači uporabljajo "obogatene" mešanice plinov z visokim PO2, ki vsebujejo več kot običajnih ~21 % kisika v zraku, kot enega od načinov za zmanjšanje tveganja dekompresijske bolezni pri nekaterih vrstah potopov. Za "pospešitev" dekompresijskih obveznosti se uporablja tudi oprema s kisikom med 60 % in 100 %. Silikonska mast se uporablja zaradi nevarnosti, da se nekatere nesilikonske masti v prisotnosti visokih koncentracij kisika lahko spontano vžgejo.

Viri

1. Thorsten Bartels et al. "Lubricants and Lubrication" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.

2. "Solubility of silicone fluids" (PDF). Retrieved March 6, 2019.

3. "8462 - Silicone Grease". Retrieved 2022-09-08.

4. Haiduc, I., "Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds", Organometallics 2004, volume 23, pp. 3–8. doi:10.1021/om034176w.

5. Lucian C. Pop and M. Saito (2015). "Serendipitous Reactions Involving a Silicone Grease". Coordination Chemistry Reviews. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.

6. Jamie S. Ritch and Tristram Chivers (2007). "Silicon Analogues of Crown Ethers and Cryptands: A New Chapter in Host–Guest Chemistry?". Angewandte Chemie International Edition. 46 (25): 4610–4613. doi:10.1002/anie.200701822. ISSN 1433-7851. PMID 17546579.

7. Lucian C. Pop; et al. (2014). "Synthesis and structures of monomeric group 14 triols and their reactivity". Canadian Journal of Chemistry. 92 (6): 542–548. doi:10.1139/cjc-2013-0496.

8. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 May 2010). "NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist" (PDF). Organometallics. 29 (9): 2176–2179. doi:10.1021/om100106e.

9. Nishimura, David. "Pen Repair Don'ts". Vintage Pens. Archived from the original on 16 August 2021. Retrieved 25 April 2022.

10. MotorBoating. February 2010. pp. 76–.

11. EEE. Mactier Publishing Corporation. 1965.

12. Tim Gilles (1 January 2015). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. Cengage Learning. pp. 765–. ISBN 978-1-305-44593-2.

13. Dugger, M. T.; Groysman, D.; Celina, M. C.; Alam, T. M.; Argibay, N.; Nation, B. L.; Prasad, S. V. (2014). "Mechanically-induced degradation of metallic sliding electrical contacts in silicone fluid at room temperature". 2014 IEEE 60th Holm Conference on Electrical Contacts (Holm). pp. 1–6. doi:10.1109/HOLM.2014.7031029. ISBN 978-1-4799-6068-2. OSTI 1145450. S2CID 37220953.