离子液体改性硅油基磁流变液的磁流变效应及沉降稳定性

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shizijiazuren
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现有的磁流变液种类众多并且具有较为优异的磁流变性能,已被应用于汽车阻尼器、建筑结构的智能减振等领域,然而现有磁流变液的剪切屈服强度并不能满足军事重型车辆、大型建筑减振等领域的需求。磁流变液主要由磁性颗粒和基液组成。已有研究主要通过对磁性颗粒改性以提高磁流变液的剪切屈服强度,该方法通常导致磁流变液零场粘度变大以及剪切屈服强度相对调节范围降低等问题。对基液进行改性,是提高磁流变液剪切屈服强度的另一途径。本文以粘度、密度、挥发性与二甲基硅油接近的离子液体(1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)为基液制备磁流变液,进一步制备不同比例的离子液体改性硅油基磁流变液,并与硅油基磁流变液进行性能对比,从实验角度研究基液成分对磁流变液的磁流变效应和沉降稳定性的影响,并且探究离子液体在磁流变液中的作用机理及影响规律。利用旋转流变仪对以离子液体(1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)为基液制备的离子液体基磁流变液的流变性能、磁致剪切屈服强度、响应时间、磁致动态粘弹性等进行了测试,通过比色皿静置法对比了离子液体基磁流变液和硅油基磁流变液的沉降稳定性。结果表明:在436 k A/m的磁场强度下最大剪切屈服强度相比硅油基磁流变液提高了29%,即离子液体基磁流变液表现出更为优异的磁流变效应,但是离子液体基磁流变液的沉降稳定性要弱于硅油基磁流变液,这归因于零场下离子液体与羰基铁颗粒之间的铺展性以及吸附作用要强于硅油与羰基铁颗粒;磁场作用下离子液体与羰基铁颗粒之间的相互作用力增强,对于羰基铁颗粒形成链状结构的稳定牢固性起到优化作用,从而离子液体基磁流变液表现更为优异的磁流变效应。对不同改性比例的离子液体/硅油混合基磁流变液进行流变性能及沉降稳定性进行了对比测试,并探究分析了离子液体改性硅油比例对磁流变液性能的影响规律及机理。结果表明:改性比例为57%的磁流变液具有最为优异的流变性能及沉降稳定性,这归因于该比例的磁流变液中离子液体可以更完全的极化硅油,从而产生较大的诱导力和色散力,使得在羰基铁颗粒表面形成更为有效的分子网络结构,起到提高磁流变液性能的作用。当混合基液中离子液体的比例较少时,离子液体就不能有效地极化硅油,两者之间形成的范德华力较弱,导致最终磁流变液的流变性及沉降稳定性较弱;当混合基液中离子液体比例过多时,便无法形成有效的分子网络结构,从而对流变性能及抗沉降性能起到弱化的效果。
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