乙二醇基磁流体复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种乙二醇基磁流体复合膜及其制备方法，涉及磁性复合材料技术领域，主要由按质量份数计的如下组分制备而成：乙二醇基磁流体90‑110份，聚乙烯醇15‑25份，去离子水70‑90份，其中，乙二醇基磁流体主要由纳米四氧化三铁、乙二醇和分散稳定剂制备而成，缓解了现有磁流体中，载液基质为水基或油基，使得磁性纳米颗粒的分散程度一直没有明显提升，导致磁流体复合膜性能受到限制的技术问题，达到了通过乙二醇基磁流体、聚乙烯醇和去离子水相互协同配合，使磁性颗粒均匀分布于复合膜中，让复合膜的在保持良好顺磁性能的基础上，饱和磁化强度更大，单位质量磁化率更高，应变能力更好，从而发挥更好磁变性能的技术效果。

Ethylene glycol based magnetic fluid composite membrane and its preparation method

The invention provides a glycol based magnetic fluid composite membrane and a preparation method thereof, and relates to the technical field of magnetic composite materials, mainly composed of the following groups according to the number of copies of the quality plan prepared: ethylene glycol based magnetic fluid 90 110 copies, 25 copies of 15 polyvinyl alcohol, deionized water, 70 90 copies. Among them, ethylene glycol based magnetic fluid is mainly composed of nano ferroferric oxide, ethylene glycol and stabilizer was prepared to ease the existing magnetic fluid, liquid carrier matrix for water-based or oil-based, the degree of dispersion of magnetic nanoparticles has not improved significantly, resulting in magnetic fluid composite membrane performance is limited to technical problems, the ethylene glycol based magnetic fluid, polyvinyl alcohol and deionized water together, so the magnetic particles uniformly dispersed in the composite film, make composite film based on keeping good magnetic properties, magnetic saturation It has higher strength, higher magnetic susceptibility per unit mass and better strain capacity, so as to achieve better technical results of magneto rheological properties.

【技术实现步骤摘要】
乙二醇基磁流体复合膜及其制备方法
本专利技术涉及磁性复合材料
，尤其是涉及一种乙二醇基磁流体复合膜及其制备方法。
技术介绍
磁流体是指吸附有稳定剂的纳米磁性颗粒在载液中高度分散而形成的稳定的胶体体系，磁流体兼具磁体的磁性和液体的流动性，在没有外加磁场时，它和普通液体一样，具有流动性和一定的粘度，但当存在外加磁场时，磁流体表现出顺磁性。因为这一特性，使得科研工作这对磁流体进行了广泛的探索和研究，并将其与聚合物制备成磁流体复合膜应用于医疗器械、航天、磁性密封、化工、快速磁印刷等领域。磁流体复合膜一般都是由聚合物与水基磁流体或油基磁流体制备而成，而磁性纳米颗粒在磁流体中的分散程度的优劣决定了磁流体复合膜顺磁性能，现有的磁流体载液基体一般都是水基和油基，磁性纳米颗粒分散的改良方向都集中在分散剂的选择上，导致磁性纳米颗粒在磁流体中的分散程度一直没有明显提升。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种乙二醇基磁流体复合膜，以缓解现有的磁流体中，载液基质为水基或油基，使得磁性纳米颗粒的分散程度一直没有明显提升，导致磁流体复合膜性能受到限制的技术问题。本专利技术提供的乙二醇基磁流体复合膜，主要由按质量份数计的如下组分制备而成：乙二醇基磁流体90-110份，聚乙烯醇15-25份，去离子水70-90份，其中，乙二醇基磁流体主要由纳米四氧化三铁、乙二醇和分散稳定剂制备而成，所述分散稳定剂为巯基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、低分子量葡聚糖、低分子量壳聚糖和低分子量聚乙二醇中的至少一种。进一步的，所述乙二醇基磁流体主要由按质量份数计的如下组分制备而成：纳米四氧化三铁25-35份，乙二醇30-40份，分散稳定剂30-40份，所述分散稳定剂为巯基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、低分子量葡聚糖、低分子量壳聚糖和低分子量聚乙二醇中的至少一种。进一步的，所述分散稳定剂为柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸和葡萄糖酸钠的混合物，且四者的物质量比为：(1-2)：(3-4)：(1-2)：(3-4)，优选为1:3:1:3。本专利技术的目的之二在于提供上述乙二醇基磁流体复合膜的制备方法，以缓解现有的磁流体中载液基质为水基或油基，使得磁性纳米颗粒的分散程度一直没有明显提升，导致磁流体复合膜性能受到限制的技术问题。本专利技术提供的乙二醇基磁流体复合膜的制备方法，包括如下步骤：(a)将乙二醇、分散稳定剂和纳米四氧化三铁混合，并分散均匀，即制得乙二醇基磁流体；(b)将聚乙烯醇溶解于去离子水中，再加入乙二醇基磁流体，分散均匀后，进行涂膜，即制得乙二醇基磁流体复合膜。进一步的，在步骤(a)中，通过机械搅拌或超声波进行分散。进一步的，在步骤(b)中，采用水浴共融法将聚乙烯醇溶解于去离子水中，溶解温度为75-85℃，优选为80℃。进一步的，乙二醇基磁流体复合膜的制备方法还包括步骤(c)，将乙二醇基磁流体复合膜进行冻融，优选的，所述冻融的次数为多次。进一步的，乙二醇基磁流体复合膜的制备方法还包括设置于步骤(a)之前的步骤(s)，步骤(s)为制备纳米四氧化三铁，包括如下步骤：(s1)将二价铁盐溶液和三价铁盐溶液混合均匀，且二价铁盐和三价铁盐的物质量之比为2：(3-4)；(s2)将沉淀剂滴加至二价铁盐和三价铁盐的混合溶液中，经分离、洗涤和抽滤，即制得纳米四氧化三铁。进一步的，在步骤(s2)中，沉淀剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种。进一步的，所述二价铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁或醋酸亚铁中的至少一种；所述三价铁盐选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁或醋酸铁中的至少一种。本专利技术提供的乙二醇基磁流体复合膜通过乙二醇基磁流体、聚乙烯醇和去离子水相互协同配合，使得磁性颗粒均匀分布于复合膜中，使得复合膜在保持良好顺磁性能的基础上，饱和磁化强度更大，单位质量磁化率更高，应变能力更强，弹性更好，从而发挥更好的磁变性能，使其能够应用于功能性记忆材料、膜分离材料、隐身材料等对力学性能要求更高的领域。另外，本专利技术所采用的乙二醇基磁流体通过采用乙二醇作为载液基质，不仅提高了磁流体的结晶性能，使得超顺磁性能更加优良，而且提高了磁流体的分散稳定性，有效避免了磁性颗粒团聚现象的出现。本专利技术提供的乙二醇基磁流体复合膜的制备方法，操作安全简便，反应条件温和，不需要苛刻的设备条件，使其能够用于工业化生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例8提供乙二醇基磁流体复合膜的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例8提供的乙二醇基磁流体复合膜的应力-应变曲线图；图3为本专利技术对比例3提供的纳米四氧化三铁颗粒复合膜的应力-应变曲线图；图4为本专利技术实施例9提供的乙二醇基磁流体复合膜的应力-应变曲线图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种乙二醇基磁流体复合膜，主要由按质量份数计的如下组分制备而成：乙二醇基磁流体90-110份，聚乙烯醇15-25份，去离子水70-90份，其中，乙二醇基磁流体主要由纳米四氧化三铁、乙二醇和分散稳定剂制备而成，所述分散稳定剂为巯基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、低分子量葡聚糖、低分子量壳聚糖和低分子量聚乙二醇中的至少一种。在本专利技术中，乙二醇基磁流体的典型但非限制性的质量份数如为91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108或109份；聚乙烯醇的典型但非限制性的质量份数如为15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24或24.5份；去离子水的典型但非限制性的质量份数如为71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90份。本专利技术所采用的乙二醇基磁流体通过采用乙二醇作为载液基质，不仅提高了磁流体的结晶性能，使得超顺磁性能更加优良，而且提高了磁流体的分散稳定性，有效避免了磁性颗粒团聚现象的出现。聚乙烯醇具有良好的水溶性及良好的成膜性能，能够形成强韧，耐撕裂和耐磨性能优异的膜，因此，本专利技术提供的乙二醇基磁流体复合膜通过乙二醇基磁流体、聚乙烯醇和去离子水相互协同配合，使得磁性颗粒均匀分布于复合膜中，使得复合膜在保持良好顺磁性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙二醇基磁流体复合膜，其特征在于，主要由按质量份数计的如下组分制备而成：乙二醇基磁流体90‑110份，聚乙烯醇15‑25份，去离子水70‑90份，其中，乙二醇基磁流体主要由纳米四氧化三铁、乙二醇和分散稳定剂制备而成，所述分散稳定剂为巯基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、低分子量葡聚糖、低分子量壳聚糖和低分子量聚乙二醇中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种乙二醇基磁流体复合膜，其特征在于，主要由按质量份数计的如下组分制备而成：乙二醇基磁流体90-110份，聚乙烯醇15-25份，去离子水70-90份，其中，乙二醇基磁流体主要由纳米四氧化三铁、乙二醇和分散稳定剂制备而成，所述分散稳定剂为巯基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、低分子量葡聚糖、低分子量壳聚糖和低分子量聚乙二醇中的至少一种。2.根据权利要求1所述的乙二醇基磁流体复合膜，其特征在于，所述乙二醇基磁流体主要由按质量份数计的如下组分制备而成：纳米四氧化三铁25-35份，乙二醇30-40份，分散稳定剂30-40份，所述分散稳定剂为巯基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、低分子量葡聚糖、低分子量壳聚糖和低分子量聚乙二醇中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的乙二醇基磁流体复合膜，其特征在于，所述分散稳定剂为柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸和葡萄糖酸钠的混合物，且四者的物质量比为：(1-2)：(3-4)：(1-2)：(3-4)，优选为1:3:1:3。4.根据权利要求1-3任一项所述的乙二醇基磁流体复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将乙二醇、分散稳定剂和纳米四氧化三铁混合，并分散均匀，即制得乙二醇基磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国华，张殿君，陈洁，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：新疆,65