多元醇改性鈦氧顆粒的制備及其電流變性能的研究.pdf

1、電流變液是指由納米或微米級(jí)的固體顆粒分散于絕緣基液中形成的懸浮液?；谄淞髯冃袨榈目煽靥匦?，在智能阻尼、減震方面有著巨大的應(yīng)用前景。目前電流變液的屈服強(qiáng)度已能夠滿足工程應(yīng)用的要求，但是由于顆粒的制備工藝復(fù)雜、原材料成本高，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn);同時(shí)在使用過程中，由于沉降和雜質(zhì)的影響，也限制了電流變液的實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)以上問題，本文采用多元醇對(duì)鈦氧顆粒進(jìn)行改性，研制出一種無水反應(yīng)體系，以多元醇和鈦酸四丁酯為原料，以少量的無水乙醇為分散相，通過

2、直接沉淀法制備出具有高電流效應(yīng)且性能穩(wěn)定的電流變顆粒(Gly-O-Ti);并在此基礎(chǔ)上又用氧化石墨烯(GO)對(duì)顆粒進(jìn)行了改性，制備出了抗沉降性能良好的氧化石墨烯-丙三醇復(fù)合改性的鈦氧顆粒(GO-Gly-O-Ti)。
　　主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　通過選取不同的多元醇與鈦酸四丁酯反應(yīng)，制備出不同多元醇改性的鈦氧顆粒，發(fā)現(xiàn)只有1，3-丙二醇和丙三醇能夠與鈦酸四丁酯迅速反應(yīng)并得到白色沉淀。分析反應(yīng)現(xiàn)象并結(jié)合表征結(jié)果，認(rèn)為在本實(shí)

3、驗(yàn)條件下沉淀反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是多元醇中的伯醇羥基與鈦酸四丁酯發(fā)生了醇解反應(yīng)，仲醇羥基不參與反應(yīng)而是完全殘留在顆粒內(nèi)部。電流變性能檢測結(jié)果表明丙三醇改性顆粒的電流變性能明顯高于1，3-丙二醇改性的顆粒，這與Gly-O-Ti顆粒中含有大量的羥基基團(tuán)有關(guān)。
　　研究了丙三醇加入量對(duì)Gly-O-Ti顆粒電流變性能的影響，結(jié)果表明當(dāng)丙三醇與鈦酸四丁酯的摩爾比為2.5/1時(shí)，顆粒的電流變性能最佳，在5kV/mm的電場強(qiáng)度下其屈服應(yīng)力達(dá)到220kPa

4、（電流變液顆粒的質(zhì)量濃度為70wt％），且漏電流較小。研究發(fā)現(xiàn)顆粒的粒徑對(duì)電流變效應(yīng)有較大影響，粒徑越大，電流變效應(yīng)越弱。
　　氧化石墨烯-丙三醇復(fù)合改性顆粒的電流變性能檢測表明GO的加入明顯提高了電流變液的抗沉降性能，分析認(rèn)為這是由于具有較大表面積的GO在基液中張開形成降落傘狀的結(jié)構(gòu)，從而提高了抗沉降性能;該顆粒也具有較高的電流變強(qiáng)度，但是漏電流密度也較大，因此GO的摻雜量存在一最佳值，在本論文的實(shí)驗(yàn)條件下最佳摻雜量為25mg。