氧化鋅-聚苯胺復(fù)合材料的制備及其電流變性能研究.pdf

1、電流變液是一種流變行為可以由外加電場控制的智能流體，這種流變行為的電場調(diào)節(jié)具有快速、可逆、可控、連續(xù)且能耗極低等特點，這些特性使得電流變液在智能材料和工程應(yīng)用上受到極大的關(guān)注。本論文對電流變液的歷史、電流變液的組成、電流變效應(yīng)的作用機(jī)理及其影響因素進(jìn)行了概述；采用雙表面活性劑體系，原位乳液聚合合成了三種不同酸摻雜的氧化鋅/聚苯胺（ZnO/PANI）復(fù)合粒子材料，研究了三種材料電流變液的電流變性能。主要內(nèi)容如下：
　　利用聚乙烯吡咯

2、烷酮-十二烷基硫酸鈉（PVP-SDS）雙表面活性劑對納米氧化鋅進(jìn)行表面處理，分別采用鹽酸（HCl）、檸檬酸(CA)和對甲苯磺酸(p-TSA)作為摻雜劑，在水溶液中氧化聚合合成了鹽酸摻雜氧化鋅/聚苯胺（H-ZP）、檸檬酸摻雜氧化鋅/聚苯胺（C-ZP）及對甲苯磺酸摻雜氧化鋅/聚苯胺（T-ZP）復(fù)合粒子材料。對復(fù)合粒子的組成、形貌及熱穩(wěn)定性進(jìn)行了測試表征。研究了三類材料的電流變性能。結(jié)果如下：
　　（1）合成過程中氧化鋅和苯胺配比決定了

3、復(fù)合材料的電流變性能。采用氧化鋅和苯胺質(zhì)量比為1︰2所得到的酸摻雜ZnO/PANI復(fù)合粒子(H-Z1P2，C-Z1P2，T-Z1P2)均顯示出良好的電流變效應(yīng)。
　?。?）三種復(fù)合粒子材料的反摻雜處理條件顯著影響著其電流變效應(yīng)。H-Z1P2，C-Z1P2，T-Z1P2復(fù)合粒子的最佳反摻雜pH值分別為pH=9、11和8。
　?。?）不同的酸摻雜影響著ZnO/PANI復(fù)合粒子材料的電流變效應(yīng)。在全部電場范圍內(nèi)檸檬酸摻雜均表現(xiàn)出較

4、高的電流變效率。
　?。?）電流變效應(yīng)的溫度影響研究表明，三種材料的靜態(tài)屈服應(yīng)力均隨溫度升高而增加；電流變液的流變分析表明，電流變液在零電場下的流變行為符合Newtonian流體方程，而在電場中其流變行為符合Cho-Choi-Jhon（CCJ）和Bingham模型，CCJ模型能更好描述ZnO/PANI復(fù)合粒子材料電場下的流變曲線；三種材料電流變液的動態(tài)屈服應(yīng)力和靜態(tài)屈服應(yīng)力分析表明，屈服應(yīng)力(τ)與電場強(qiáng)度(E)的關(guān)系符合公式：τ