Sim, a diferença de viscosidade dos PDMs (polidimetilsiloxano, isto é, o óleo de silicone) é causado principalmente pelo diferente grau de polimerização e também é ligeiramente afetado pela estrutura molecular (como o tipo de grupo final). A seguir, é apresentada uma explicação detalhada da perspectiva da estrutura química:
O grau de polimerização é o fator central que determina a viscosidade do PDMS
A estrutura molecular do PDMS é a cadeia linear e a unidade de repetição é -si (ch₃) ₂-o-. Sua fórmula geral pode ser expressa como:
(Ch₃) ₃sio- [si (ch₃) ₂-o-] ₙ-si (ch₃) ₃
Em que, n é o grau de polimerização (o número de unidades repetidas).
Quanto maior o grau de polimerização (mais maior é): quanto maior a cadeia molecular, mais forte a força de van der Waals (principalmente força de dispersão) entre moléculas e maior o grau de emaranhamento entre cadeias, resultando em falta de fluidez e maior viscosidade.
Quanto menor o grau de polimerização (mais menor é): quanto menor a cadeia molecular, mais fraca a força intermolecular, menor emaranhamento, melhor a fluidez e menor a viscosidade
Por exemplo:
PDMs de baixa viscosidade (como 100 mm²/s) geralmente têm um baixo grau de polimerização (n é cerca de dezenas);
PDMs de alta viscosidade (como 100000 mm²/s) podem ter um grau de polimerização até centenas ou até milhares.
Efeito secundário do tipo de grupo final na viscosidade
Os grupos finais (grupos nas duas extremidades da cadeia molecular) dos PDMs são geralmente -Si (ch₃) ₃ (trimetilsilil), mas alguns modelos especiais podem ser terminados com hidroxil (-si (ch₃) ₂-oh) ou outros grupos.
Quando os grupos finais são grupos inertes (como trimetilsilil), não há interação adicional entre as cadeias moleculares, e a viscosidade é dominada apenas pelo grau de polimerização;
Se os grupos finais forem grupos ativos (como hidroxil), as ligações fracas de hidrogênio podem se formar entre as moléculas, o que tornará a viscosidade no mesmo grau de polimerização ligeiramente maior que o dos PDMs com grupos finais inertes, mas o impacto é muito menor que a diferença no grau de polimerização.
Outros fatores menores
Além do grau de polimerização e do grupo final, a temperatura também afeta significativamente a viscosidade do PDMS (o óleo de silicone tem a característica de um pequeno coeficiente de temperatura de viscosidade, mas a viscosidade ainda diminuirá em alta temperatura), mas isso é uma mudança no estado físico, não uma diferença de viscosidade defensiva), mas isso é uma mudança no estado físico, não uma diferença de viscosidade defensora causada pela estrutura química.
Em resumo, o grau de polimerização é o fator mais central que determina a viscosidade do PDMS. A diferença no comprimento da cadeia molecular leva diretamente à diferença na viscosidade de diferentes tipos de PDMs, enquanto a influência do grupo final e da temperatura é relativamente menor. Em aplicações práticas (como esmaltes de piso, lubrificantes, etc.), é através da seleção de PDMs com diferentes graus de polimerização que o desempenho de viscosidade exigido corresponde.
