電噴法制備表面改性鈦氧顆粒及電流變性能.pdf

1、電流變液（Electrorheological fluids，簡(jiǎn)稱(chēng)ERF）是由微納米級(jí)的可極化固體顆粒分散在絕緣油中形成的懸浮體系，由于其具有液固可逆調(diào)節(jié)、響應(yīng)迅速、低能耗等特點(diǎn)，在減震阻尼、人工肌肉等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。電流變液的性能主要受制于分散顆粒的成分和形貌。目前電流變顆粒的制備方法以液相法為主，所制備顆粒的形貌、尺寸均勻性較難控制，較易引入雜質(zhì)離子，嚴(yán)重阻礙了電流變液的發(fā)展與應(yīng)用。而靜電噴霧法（電噴法）所制備的微納米顆粒形

2、貌規(guī)則、尺寸均勻且純度較高。由此，為了改善顆粒的電流變性能，本文首次采用電噴法制備由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、硬脂酸(SA)復(fù)合改性的鈦氧系微納米顆粒，研究了電噴工藝參數(shù)對(duì)顆粒形貌的影響規(guī)律。通過(guò)對(duì)比水解沉淀法制各的顆粒的電流變性能，證明電噴法制備的鈦氧/PVP/SA顆粒的電流變性能更加優(yōu)良。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)研究電噴法的工藝參數(shù)對(duì)顆粒形貌的影響規(guī)律，獲得最佳工藝參數(shù)。電噴法制備鈦氧/PVP/SA顆粒的主要工藝參數(shù)有電

3、噴溶液中PVP與鈦酸丁酯(TBT)含量、電壓、接收距離。本文采用控制變量法，制備不同參數(shù)的顆粒，并觀察顆粒的形貌尺寸變化。最終確定制備鈦氧/PVP/SA顆粒的電噴參數(shù)為:PVP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％，TBT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％，電壓20kV，接受距離15cm。
　　(2)采用電噴法顆粒制備工藝，對(duì)PVP單一改性鈦氧顆粒與PVP、SA復(fù)合改性鈦氧顆粒進(jìn)行對(duì)比研究。通過(guò)SEM、FT-IR、XRD對(duì)顆粒進(jìn)行表征。結(jié)果表明:兩種顆粒均為無(wú)定形態(tài)，

4、呈較規(guī)則的球狀，粒徑分布在200～300nm之間。測(cè)試顆粒薄膜與硅油的接觸角，結(jié)果表明鈦氧/PVP/SA顆粒與硅油的浸潤(rùn)性更好。對(duì)比兩種顆粒的電流變性能，鈦氧/PVP/SA電流變液具有更高的剪切屈服強(qiáng)度與抗剪切穩(wěn)定性。
　　(3)對(duì)由電噴法與水解沉淀法制備的鈦氧/PVP/SA顆粒進(jìn)行對(duì)比研究。通過(guò)SEM、FT-IR、XRD、粒徑測(cè)試對(duì)顆粒進(jìn)行表征。結(jié)果表明:電噴法鈦氧/PVP/SA顆粒的平均粒徑較小，為236.7nm;水解沉淀法鈦