一种聚苯胺纳米棒电流变液制造技术

本发明专利技术涉及一种电流变液，特别涉及一种具有棒状外形的纳米聚苯胺电流变液，其分散相为纳米棒状的聚苯胺介电颗粒，连续相基液为甲基硅油；其特征在于分散相纳米棒状的聚苯胺介电颗粒的外径为１００－２００纳米，长度为１－２微米。与聚苯胺颗粒电流变液比较，该聚苯胺纳米棒电流变液具有好的悬浮稳定性（附图显示了聚苯胺纳米棒电流变液和聚苯胺颗粒电流变液放置２００小时后的沉降实时照片（２０℃）），流变性能测试显示该聚苯胺纳米棒电流变液比聚苯胺颗粒电流变液具备更好的电流变效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电流变液，特别涉及一种具有棒状外形的纳米聚苯胺电流变液。
技术介绍
电流变液通常是由高介电常数、低电导率的固体颗粒分散于低介电常数的绝缘油中而形成的悬浮体系。该体系在电场的作用下可在瞬间实现液一固相转变(称电流变效应)，且这种转变行为具有快速、可逆、可调控等优点，故在自动化、减振器、离合器、阻尼器、无级调速装置及光学与印刷设备上有重要的应用价值。然而，目前阻碍电流变技术应用的主要问题是电流变液的屈服强度过低、抗沉降能力差、温度稳定性不好。根据电流变材料划分，电流变液可分为无机颗粒基电流变液、有机颗粒基电流变液、有机/无机复合颗粒基电流变液。无机颗粒基电流变液沉降大且对器件磨损严重，有机/无机复合颗粒基电流变液的耐久性仍存在问题，尽管最近开发了纳米有机/无机复合颗粒基电流变液，但是它的力学性能仍需进一步提高。有机电流变颗粒对器件没有磨损，特别是用半导电聚合物作分散相的电流变液具有热稳定性好和电导率、介电性能可调的优点，因此半导电聚合物电流变液一直受到人们关注。典型的半导电聚合物有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，这些半导电聚合物电流变液具有好的热稳定性和力学性能。然而，传统的半导电聚合物电流变液的分散颗粒大多是不规则的微米颗粒，沉降性大，这严重影响了该体系的应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有良好悬浮稳定性和好的电流变效应的含有聚苯胺纳米棒的电流变液，其特征在于该电流变液分散相为纳米棒状的聚苯胺介电颗粒，连续相基液为甲基硅油。其中分散相聚苯胺颗粒具有外径为100-200纳米，长度为1-2微米的棒状的一维纳米结构，导致该材料具备好的悬浮稳定性；同时， 一维纳米结构还导致了极化电荷更易在颗粒的尖端聚集提高了颗粒的极化响应，使该聚苯胺纳米棒电流变液比传统聚苯胺颗粒电流变液具有更好的电流变效应。附图说明图1实施例一所得聚苯胺纳米棒材料的扫描电镜照片图2实施例一所得聚苯胺纳米棒电流变液的剪切应力与剪切速率的关系(23。C)图3实施例二所得聚苯胺颗粒材料的扫描电镜照片图4实施例二所得聚苯胺颗粒电流变液的剪切应力与剪切速率的关系(230C)图5实施例三所得聚苯胺纳米棒电流变液和聚苯胺颗粒电流变液的沉降率与时间关系(2(A:)图6实施例三所得聚苯胺纳米棒电流变液和聚苯胺颗粒电流变液放置200小时后的沉降实时照片(20°C)具体实施例方式本专利技术所提供了的一种聚苯胺纳米棒的电流变液是由以下实施方式得到的(1) 将17.4克樟脑磺酸和14.25克苯胺单体溶解在750毫升去离子水中，通过搅拌获得透明溶液一；将34.2克过硫酸铵溶解在375毫升去离子水中，通过搅拌获得透明溶液二；在搅拌条件下，将溶液二快速倒入溶液一中，继续搅拌30秒后停止搅拌，混合溶液静置反应24小时得到墨绿色产物；(2) 将墨绿色产物经过滤、水洗三次除掉未反应物，然后用IOOO毫升l摩尔/升的氨水溶液对该产物浸泡10分钟，再次过滤并水洗三次除掉残余氨水，最后用无水乙醇洗涤一次，获得黑色聚苯胺纳米棒；(3) 将聚苯胺纳米棒在150 。C下真空干燥24小时后与经150°C/2小时烘制过的黏度为50mPas甲基硅油混合，混合物经研磨并超声5小时获得均匀分散的聚苯胺纳米管电流变液。在直流电场下，用HAAKE RS600电流变仪测量其流变学性能。为进行对比实验，具有不规则球状外形的聚苯胺颗粒电流变液也被制备，见实施例二。本专利技术的实现过程和材料的性能由实施例和附图说明实施例一将17.4克樟脑磺酸和14.25克苯胺单体溶解在750毫升去离子水中，通过搅拌获得透明溶液一；将34.2克过硫酸钹溶解在375毫升去离子水中，通过搅拌获得透明溶液二；在搅拌条件下，将溶液二快速倒入溶液一中，继续搅拌30秒后停止搅拌，混合溶液静置反应24小时得到墨绿色产物；将墨绿色产物经过滤、水洗三次除掉未反应物，然后用IOOO毫升I摩尔/升的氨水溶液对该产物浸泡10分钟，再次过滤并水洗三次除掉残余氨水，最后用无水乙醇洗涤一次，获得黑色聚苯胺纳米棒，它的外形如图l所示，可见其外径为100-200纳米，长度为1-2微米；称取5克该聚苯胺纳米棒在150。C下真空干燥24小时后与50毫升经I50°C/2小时烘制过的黏度为50mPas甲基硅油混合，混合物经研磨并超声5小时获得均匀分散的聚苯胺纳米管电流变液。在直流电场下，用HAAKE RS600电流变仪测量其流变学性能，电流变液的剪切应力与剪切速率的关系如附图2所示。实施例二将17.4克樟脑磺酸和14.25克苯胺单体溶解在750毫升二次去离子水中，在搅拌条件下获得透明溶液一；将34.2克过硫酸铰溶解在375毫升二次去离子水中，在搅拌条件下获得透明溶液二；在搅拌条件下，将溶液二滴加(每秒一滴约0.02毫升)到溶液一中，继续高速搅拌24小时得到墨绿色沉淀产物；墨绿色沉淀产物经过滤并水洗三次除掉未反应物，然后用1000毫升1摩尔/升的氨水溶液对该产物浸泡10分钟，再次过滤并水洗三次除掉残余氨水，最后用无水乙醇洗涤一次，获得黑色聚苯胺纳米棒，它的外形如图3所示。称取5克聚苯胺纳米棒在150°C下真空干燥24小时后与50毫升经150°C/2小时烘制过的黏度为50mPas甲基硅油混合，混合物经研磨并超声5小时获得均匀分散的聚苯胺纳米棒电流变液。在直流电场下，用HAAKE RS600电流变仪测量其流变学性能，电流变液的剪切应力与剪切速率的关系如附图4所示。比较图2和图4，可见聚苯胺纳米棒电流变液比聚苯胺颗粒电流变液具有更好的电流变效应。实施例三称取由实施例一制备的黑色聚苯胺纳米棒2.5克在150 °C下真空干燥24小时后与50毫升经150°C/2小时烘制过的黏度为50mPas甲基硅油混合，混合物经研磨并超声分散5小时获得分散均匀的并进一步稀释的聚苯胺纳米棒电流变液；称取由实施例二制备的黑色聚苯胺颗粒2.5克在150°C下真空干燥24小时后与50毫升经150°C/2小时烘制过的黏度为50mPas甲基硅油混合，混合物经研磨并超声5小时获得均匀分散的并进一步稀释的聚苯胺颗粒电流变液；取5毫升上述聚苯胺纳米棒电流变液和聚苯胺颗粒电流变液放入量筒中，静置并用直接观察法测量两种电流变液的悬浮稳定性如图5所示，经200小时后获得的电流变液的悬浮稳定性实时照片如图6所示，可见聚苯胺纳米棒电流变液具有明显好的悬浮稳定性。权利要求1、一种聚苯胺纳米棒电流变液，其分散相为纳米棒状的聚苯胺介电颗粒，连续相基液为甲基硅油；其特征在于分散相纳米棒状的聚苯胺介电颗粒的外径为100-200纳米，长度为1-2微米。2、 如权利要求1所述一种聚苯胺纳米棒电流变液，其特征在于该聚苯胺纳米棒电流变液由 以下步骤制备(1) 将17.4克樟脑磺酸和14.25克苯胺单体溶解在750毫升去离子水中，通过搅拌获 得透明溶液一；将34.2克过硫酸铵溶解在375毫升去离子水中，通过搅拌获得透明溶液二； 在搅拌条件下，将溶液二快速倒入溶液一中，继续搅拌30秒后停止搅拌，混合溶液静置反 应24小时得到墨绿色产物；(2) 将墨绿色产物经过滤、水洗三次除掉未反应物，然后用1000毫升1摩尔/升的氨水 溶液对该产物浸泡10分钟，再次过滤并水洗三次除掉残余氨水，最后用无水乙醇洗涤一次， 获得黑色聚苯胺纳米棒；(3) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚苯胺纳米棒电流变液，其分散相为纳米棒状的聚苯胺介电颗粒，连续相基液为甲基硅油；其特征在于分散相纳米棒状的聚苯胺介电颗粒的外径为１００－２００纳米，长度为１－２微米。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏翔，向礼琴，尹剑波，赵晓鹏，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]