磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法及弹性体技术

本发明专利技术提供一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法及弹性体，其中制备方法，包括在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体，切割母体中的磁性粒子链的排列方向具备链间平行的特征；将预制的磁流变弹性体切割母体依据预设尺寸及方向切割为多条磁流变效应单体；将得到的多个磁流变效应单体沿圆周方向环绕摆放于定型模具中形成弹性组合体，多个磁流变效应单体中在长度方向上相邻的任意两个中前一个的尾端与后一个的首端拼接；加温加压弹性组合体成形后得到磁性粒子径向分布的磁流变弹性体。根据本发明专利技术的一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法，减少搭建特定磁场方向所耗费的时间与成本，降低了制备难度。

【技术实现步骤摘要】
磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法及弹性体
本专利技术属于复合材料制备加工
，具体涉及一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法及弹性体。
技术介绍
磁流变弹性体是一种具有磁性粒子添加物的高分子聚合材料，相比于它的基体材料，磁流变弹性体在磁场下可调控其弹性模量、剪切模量、表面粗糙度等参数，因此具有这种独特性质的材料又可称为智能材料。根据磁流变弹性体是否存在各向异性行为，可将其分为各向同性磁流变弹性体以及各向异性磁流变弹性体，其中各向同性磁流变弹性体无需在其制备过程中施加磁场，通过搅拌均匀，使磁性粒子均匀分布在基体中，随后固化即可制得，而各向异性磁流变弹性体通过在橡胶基体固化时施加外磁场，使磁性粒子以链状结构规则排列在基体中，从而达到各向异性的目的。各向同性磁流变弹性相较于各向异性磁流变弹性体，其制备过程更加容易，成本也较低，但就其性能而言，现有研究表明各向异性磁流变弹性体在磁性粒子链方向上，其压缩模量、剪切模量等力学性能明显优于各向同性磁流变弹性体。因此，在金属塑性成形方面，各向异性磁流变弹性体作为压力成形介质更有利于为金属坯料的塑性变形。目前可采用磁流变弹性体作为压力成形介质的成形零件类型有板材以及管材，对于板材磁流变弹性体压力成形，磁性粒子规则排列方向可平行或者垂直于板材，此时磁性粒子链之间相互平行。而对于管材类零件，当磁性粒子链垂直于管材表面时，磁流变弹性体为管材胀形提供最大的内压，然而此时，磁性粒子链不再呈平行排布，由于不存在此种放射状类型的磁场，因此磁性粒子链沿径向规则排列的磁流变弹性体的制备技术已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法及弹性体，在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体并按照预设尺寸及方向切割形成多个磁流变效应单体，进而通过拼接多个单体的方式最终形成内部磁性粒子链大致呈放射状规则排列的磁流变弹性体，达到磁性粒子链垂直于管材表面且各向异性的效果，减少了搭建特定磁场方向所耗费的时间与成本，降低了磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备难度。为了解决上述问题，本专利技术提供一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法，包括如下步骤：母体预制步骤，在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体，所述切割母体中的磁性粒子链的排列方向具备链间平行的特征；单体制作步骤，将预制的磁流变弹性体切割母体依据预设尺寸及方向切割为多条磁流变效应单体；单体拼接步骤，将得到的多个所述磁流变效应单体沿圆周方向环绕摆放于定型模具中形成弹性组合体，多个所述磁流变效应单体中在长度方向上相邻的任意两个中前一个的尾端与后一个的首端拼接；成形步骤，加温加压所述弹性组合体成形后得到磁性粒子径向分布的磁流变弹性体。优选地，所述预制的磁流变弹性体切割母体的制作包括如下步骤：依据每一条磁流变效应单体对应的磁性粒子所占质量分数称量磁性粒子、基底材料和添加剂；将基底材料与添加剂混合均匀得第一混合物；将磁性粒子与基底材料及添加剂的混合物搅拌混合第二时长得第二混合物；将第二混合物置于母体定型模具中，然后将母体定型模具置于匀强磁场中使磁性粒子结构化分布，待混合物固化成型后取出得到预制的磁流变弹性体，所述匀强磁场的磁场方向平行且强度不变。优选地，在获得第一混合物后制备第二混合物之前，将第一混合物置于烘箱中预热第一时长；和/或，在获得第二混合物之后将第二混合物置于母体定型模具之前，对第二混合物抽真空处理第三时长。优选地，所述基底材料为未硫化的加成型硅橡胶；和/或，所述磁性粒子为羰基铁粉；和/或，所述添加剂包括无机促进剂和补强剂。优选地，所述切割母体中的磁性粒子链的排列方向平行或者垂直于所述切割母体的外表面。优选地，在将预制的磁流变弹性体切割母体依据预设尺寸及方向切割为多条磁流变效应单体时，切割线方向垂直于所述磁流变弹性体切割母体中的磁性粒子链的排列方向，且切割线的间距为等间距。优选地，在单体拼接步骤中，所述磁流变效应单体的首端与尾端与定型模具粘连固定。优选地，所述弹性组合体在所述定型模具中叠置多层本专利技术还提供一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体，采用上述的磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法制备形成。本专利技术提供的一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法及弹性体，在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体并按照预设尺寸及方向切割形成多个磁流变效应单体，进而通过拼接多个单体的方式最终形成内部磁性粒子链大致呈放射状规则排列的磁流变弹性体，达到磁性粒子链垂直于管材表面且各向异性的效果，减少了搭建特定磁场方向所耗费的时间与成本，降低了磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备难度。先制备磁流变效应单体，将若干磁流变效应单体拼接为弹性组合体后再通过加压加温的方式粘合、固化成最终的磁流变弹性体，设计合理并且制备工艺较为稳定。附图说明图1为本专利技术实施例中磁流变弹性体切割母体的示意图；图2为本专利技术实施例中磁流变效应单体的示意图；图3为本专利技术实施例中多个磁流变效应单体拼接形成弹性组合体的示意图；图4为采用本专利技术实施例制备形成的磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的示意，图中示意性的表示出其中的磁性粒子链呈现与弹性体的外周壁垂直的放射状。具体实施方式结合参见图1至图4所示，根据本专利技术的实施例，提供一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法，包括如下步骤：母体预制步骤，在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体，所述切割母体中的磁性粒子链的排列方向具备链间平行的特征；单体制作步骤，将预制的磁流变弹性体切割母体依据预设尺寸及方向切割为多条磁流变效应单体，得到的所述磁流变效应单体在一个方向上具备规则排列的特征；单体拼接步骤，将得到的多个所述磁流变效应单体沿圆周方向环绕摆放于定型模具中形成弹性组合体，多个所述磁流变效应单体中在长度方向上相邻的任意两个中前一个的尾端与后一个的首端拼接；成形步骤，加温加压所述弹性组合体成形后得到磁性粒子径向分布的磁流变弹性体。该技术方案中，在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体并按照预设尺寸及方向切割形成多个磁流变效应单体，进而通过拼接多个单体的方式最终形成内部磁性粒子链大致呈放射状规则排列的磁流变弹性体，达到磁性粒子链垂直于管材表面且各向异性的效果，减少了搭建特定磁场方向所耗费的时间与成本，降低了磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备难度。先制备磁流变效应单体，将若干磁流变效应单体拼接为弹性组合体后再通过加压加温的方式粘合、固化成最终的磁流变弹性体(也即目标磁流变弹性体)，设计合理并且制备工艺较为稳定。具体的，所述预制的磁流变弹性体切割母体的制作包括如下步骤：依据每一条磁流变效应单体对应的磁性粒子所占质量分数称量磁性粒子、基底材料和添加剂；将基底材料与添加剂混合均匀得第一混合物；将磁性粒子与基底材料及添加剂的混合物搅拌混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n母体预制步骤，在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体，所述切割母体中的磁性粒子链的排列方向具备链间平行的特征；/n单体制作步骤，将预制的磁流变弹性体切割母体依据预设尺寸及方向切割为多条磁流变效应单体；/n单体拼接步骤，将得到的多个所述磁流变效应单体沿圆周方向环绕摆放于定型模具中形成弹性组合体，多个所述磁流变效应单体中在长度方向上相邻的任意两个中前一个的尾端与后一个的首端拼接；/n成形步骤，加温加压所述弹性组合体成形后得到磁性粒子径向分布的磁流变弹性体。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
母体预制步骤，在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体，所述切割母体中的磁性粒子链的排列方向具备链间平行的特征；
单体制作步骤，将预制的磁流变弹性体切割母体依据预设尺寸及方向切割为多条磁流变效应单体；
单体拼接步骤，将得到的多个所述磁流变效应单体沿圆周方向环绕摆放于定型模具中形成弹性组合体，多个所述磁流变效应单体中在长度方向上相邻的任意两个中前一个的尾端与后一个的首端拼接；
成形步骤，加温加压所述弹性组合体成形后得到磁性粒子径向分布的磁流变弹性体。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预制的磁流变弹性体切割母体的制作包括如下步骤：
依据每一条磁流变效应单体对应的磁性粒子所占质量分数称量磁性粒子、基底材料和添加剂；
将基底材料与添加剂混合均匀得第一混合物；
将磁性粒子与基底材料及添加剂的混合物搅拌混合第二时长得第二混合物；
将第二混合物置于母体定型模具中，然后将母体定型模具置于匀强磁场中使磁性粒子结构化分布，待混合物固化成型后取出得到预制的磁流变弹性体，所述匀强磁场的磁场方向平行且强度不变。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，李明，张士宏，李昊，夏亮亮，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21