含聚苯胺粒子的电流变液及其性能.pdfVIP

维普资讯 V0j．12 高分子材料科学与工程 No．6 lg96年 l1月 POLYM ERIC M ATERIALS SCIENCE AND ENGIN EERING Nov． 1996 含聚苯胺粒子的电流变液及其性能 洪泉 电流变 (ER)液 ，一般认为是一种可极化的粒子分散在绝缘液体中形成的悬浮液。它在外 加高 电场的作用下，能在ms级的时间内呈现可逆的液固转变，它在改善机械装置如液体阀门 和离台器的电控方面 已显示出重要的应用前景。。 由亲水性粒子如沸石、聚电解质分散在介 电液中组成的 ER液存在耐久性差 、有腐蚀、ER 活性和导 电率对工作温度和粒子中的含水量 的依赖性很大等缺 点 ，因而很难被实际应用 。 半导体聚合物如聚苯胺、聚并苯醌 由于 电性能易调、导电率低且温度系数小…、不溶不熔、密度 低、硬度小等特点，非常适合于分散在绝缘油中组成高活性的无水ER液 ，克服含水ER液 的缺 点。 在前文 中，笔者研究了聚苯胺 (PAn)粒子的电性能、体积分数与其组成的 ER液的关系。 本文进一步优化含 PAn粒子的ER液的性能 ，讨论分散介质和 电场种类、乳化剂 、温度等因素 对含 PAn粒子的 ER液性能的影响。 1 实验部分 聚苯胺用化学氧化法合成，并用蒸馏水充分洗涤至滤液为无色，依}丈在 6OC红外灯下和 100C真空烘箱中干烘各 24h．然后用研钵研细。分别用CHN一600元素测定仪和氧瓶燃烧法测 得C、H、N、C1依次为 59．70 、3．64 、10．22 、18．O7 。密度 (体积法)为 1，45g／cm 。再将干 燥的 PAn粉末与蒸馏水按 1：10配成悬浮液，用适量的浓氨水滴人并搅拌 24h，最后再过滤、 收穑 日期：1995--91—16{修改榀收到El朝 ：1995--94—10 维普资讯 第6期 官建国等；古聚苯胺粒子的电漉蛮试厦其性能 蒸馏水洗涤、红外灯烘烤，100C真空干燥各 24h，再研细即得ER液中的PAn粒子 。该粒子为 不规则形状 ，平均粒径 6．93～9．32 m，密度 1．28士002z／cm ，电导率 1．25xl0～S／cm，介 电常数 4DD，经元素分析得 C、H、N、Cl依次为 67．50％ 4．10 、l2．03 、12．5I 。 乙基硅油 (即电绝缘油一2)；武汉化工研究所制，经 100C真空干燥处理．液体石睛；化学 纯。氯化石睛；含氯量 52 ，武汉葛店化工集团公司产品，用 4A分子筛处理 7d，用作ER液的 分散介质，它们的某些物理性能见Tab．1。乳化荆司班 85：化学纯，其导电率见Fig．1． T1b-l Somep1Iy岫 Inropef~esofdlspersh~ medIIlm Il9耐 lnER fluidsb|，耐 on po~FanUine ^}pr~olysinspoint}b：flashpoint}c{boili~ p rtt- 将PAn粒子与分散介质按 7t13的体积 比置于研钵中(有时加入司班 85)，用研捧研匀 即得ER液。ER液的性能如屈服应力L、电流和 零场粘度 等的测定均按文献 [5]进行。 2 结果与讨论 2．1 分散介质对含 PAn的ER液性能的影响 FjB．2表示分散介质 的种类对 ER液屈服 应力 的影响。可见用氯化石腊油CCPO)作为 F llnflz~ of ∞∞ u枷vhr(口)ofSW1．05 PAn粒子的分散介质组成的ER液的活性较用乙基硅油 (PDES)或液体石腊 (Po)的高。这是 由 于CPO的介电常数较高所致 。因为当分散粒子的介电常数远大于分散介质的介电常数时，屈 服虚力将随分散介质的介 电常数增加而增加 。由Fig．3知 ，分散介质对ER液的电流密度