實用剪切增稠液的制備及影響因素研究.pdf

1、剪切增稠行為(Shear17hickening Behavior)是指濃膠體分散系在受到外界應(yīng)力作用時，粘度等流變特性所產(chǎn)生的快速可逆變化現(xiàn)象。表現(xiàn)為體系粘度值隨應(yīng)力增大出現(xiàn)顯著、非線性的急劇增加；而隨著應(yīng)力的消失，粘度又迅速降低至恢復(fù)原狀。高濃度納米粒子分散系總是表現(xiàn)出可逆剪切增稠現(xiàn)象。對于這種表現(xiàn)出可逆剪切增稠現(xiàn)象的高濃度粒子分散系我們稱之為剪切增稠液(Shear thickeningfluid)，簡稱為STF。常見的剪切增稠液一般

2、是由單分散、穩(wěn)定的粒徑小于1μm的球形無機物粒子(二氧化硅、二氧化鈦，碳酸鈣等)、高分子顆粒(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺等)，分散在乙二醇、聚乙二醇等介質(zhì)中形成的懸浮體系，固體顆粒體積分數(shù)一般大于50％。剪切增稠現(xiàn)象以其普遍性、可逆性及其隨著應(yīng)力的變化而表現(xiàn)出粘度非線性的急劇變化的特性而受到廣泛關(guān)注，并應(yīng)用于減震防震材料，旋轉(zhuǎn)速度控制器和人體防護如防彈衣等特殊用途中。目前，剪切增稠液的研究多集中于高剪切增稠強度、可逆性良好的

3、剪切增稠液的制備及影響因素的研究。本論文目的是獲得可實用的剪切增稠體系，明晰影響剪切增稠液性能的主要因素。本文主要工作為單分散球形納米粒子的制備及表征、剪切增稠強度高且可逆性好的剪切增稠液的制備以及剪切增稠液性能影響因素的研究。具體內(nèi)容如下：
　　 1．對剪切增稠液研究進展進行了較全面綜述。介紹剪切增稠液的制備及對剪切增稠現(xiàn)象的兩種解釋機理；概括總結(jié)由剪切增稠液本身的參數(shù)、外加電場、磁場和形變方式等因素對剪切增稠效應(yīng)的影響，以及

4、剪切增稠液在減震防震材料及抗沖擊防護用品中的應(yīng)用等。
　　 2．納米二氧化硅球形粒子的制備及其膠體分散系的剪切流變學(xué)的研究。運用st(o)ber氨催化水解的方法，通過實驗條件控制制備出三種不同粒徑、分散性良好、均勻單一尺寸的納米二氧化硅粒子，進而將制備的粒子分散到不同聚乙二醇分子量的分散介質(zhì)中制備出剪切增稠液。通過流變學(xué)測試，研究粒子尺寸、分散介質(zhì)分子鏈長對二氧化硅膠體分散系的剪切增稠行為的影響。
　　 3．聚甲基丙烯酸

5、甲酯微米、納米粒子的制備及其懸浮液流變學(xué)行為的研究。首先制備了不同粒子尺寸的聚甲基丙烯酸甲酯粒子，并制備成剪切增稠液。研究了相體積分數(shù)、可逆性、觸變性、分散介質(zhì)對剪切增稠行為的影響。由優(yōu)化條件制備出實用剪切增稠液材料。
　　 4．在聚甲基丙烯酸甲酯懸浮液中分別添加不同非離子表面活性劑如吐溫—20、聚乙二醇20000等，研究非離子表面活性劑對剪切增稠現(xiàn)象的影響；通過控制測試溫度，研究溫度對聚甲基丙烯酸甲酯懸浮液流變學(xué)行為的影響。<