專利名稱：一種聚苯胺納米棒電流變液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電流變液，特別涉及一種具有棒狀外形的納米聚苯胺電流變液。
背景技術：
電流變液通常是由高介電常數(shù)、低電導率的固體顆粒分散于低介電常數(shù)的絕緣油中而形成的懸浮體系。該體系在電場的作用下可在瞬間實現(xiàn)液一固相轉變(稱電流變效應)，且這種轉變行為具有快速、可逆、可調控等優(yōu)點，故在自動化、減振器、離合器、阻尼器、無級調速裝置及光學與印刷設備上有重要的應用價值。
然而，目前阻礙電流變技術應用的主要問題是電流變液的屈服強度過低、抗沉降能力差、溫度穩(wěn)定性不好。根據(jù)電流變材料劃分，電流變液可分為無機顆?；娏髯円?、有機顆?；娏髯円骸⒂袡C/無機復合顆?；娏髯円?。無機顆?；娏髯円撼两荡笄覍ζ骷p嚴重，有機/無機復合顆?；娏髯円旱哪途眯匀源嬖趩栴}，盡管最近開發(fā)了納米有機/無機復合顆?；娏髯円海撬牧W性能仍需進一步提高。有機電流變顆粒對器件沒有磨損，特別是用半導電聚合物作分散相的電流變液具有熱穩(wěn)定性好和電導率、介電性能可調的優(yōu)點，因此半導電聚合物電流變液一直受到人們關注。典型的半導電聚合物有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，這些半導電聚合物電流變液具有好的熱穩(wěn)定性和力學性能。然而，傳統(tǒng)的半導電聚合物電流變液的分散顆粒大多是不規(guī)則的微米顆粒，沉降性大，這嚴重影響了該體系的應用。發(fā)明內容本發(fā)明提供了一種具有良好懸浮穩(wěn)定性和好的電流變效應的含有聚苯胺納米棒的電流變液，其特征在于該電流變液分散相為納米棒狀的聚苯胺介電顆粒，連續(xù)相基液為甲基硅油。其中分散相聚苯胺顆粒具有外徑為100-200納米，長度為1-2微米的棒狀的一維納米結構，導致該材料具備好的懸浮穩(wěn)定性；同時， 一維納米結構還導致了極化電荷更易在顆粒的尖端聚集提高了顆粒的極化響應，使該聚苯胺納米棒電流變液比傳統(tǒng)聚苯胺顆粒電流變液具有更好的電流變效應。


圖1實施例一所得聚苯胺納米棒材料的掃描電鏡照片
圖2實施例一所得聚苯胺納米棒電流變液的剪切應力與剪切速率的關系(23。C)圖3實施例二所得聚苯胺顆粒材料的掃描電鏡照片
圖4實施例二所得聚苯胺顆粒電流變液的剪切應力與剪切速率的關系(230C)圖5實施例三所得聚苯胺納米棒電流變液和聚苯胺顆粒電流變液的沉降率與時間關系(2(A:)圖6實施例三所得聚苯胺納米棒電流變液和聚苯胺顆粒電流變液放置200小時后的沉降實時照片(20°C)
具體實施例方式
本發(fā)明所提供了的一種聚苯胺納米棒的電流變液是由以下實施方式得到的
(1) 將17.4克樟腦磺酸和14.25克苯胺單體溶解在750毫升去離子水中，通過攪拌獲得透明溶液一；將34.2克過硫酸銨溶解在375毫升去離子水中，通過攪拌獲得透明溶液二；在攪拌條件下，將溶液二快速倒入溶液一中，繼續(xù)攪拌30秒后停止攪拌，混合溶液靜置反應24小時得到墨綠色產物；
(2) 將墨綠色產物經過濾、水洗三次除掉未反應物，然后用IOOO毫升l摩爾/升的氨水溶液對該產物浸泡10分鐘，再次過濾并水洗三次除掉殘余氨水，最后用無水乙醇洗滌一次，獲得黑色聚苯胺納米棒；
(3) 將聚苯胺納米棒在150 。C下真空干燥24小時后與經150°C/2小時烘制過的黏度為50mPas甲基硅油混合，混合物經研磨并超聲5小時獲得均勻分散的聚苯胺納米管電流變液。在直流電場下，用HAAKE RS600電流變儀測量其流變學性能。
為進行對比實驗，具有不規(guī)則球狀外形的聚苯胺顆粒電流變液也被制備，見實施例二。本發(fā)明的實現(xiàn)過程和材料的性能由實施例和

實施例一
將17.4克樟腦磺酸和14.25克苯胺單體溶解在750毫升去離子水中，通過攪拌獲得透明溶液一；將34.2克過硫酸鈸溶解在375毫升去離子水中，通過攪拌獲得透明溶液二；在攪拌條件下，將溶液二快速倒入溶液一中，繼續(xù)攪拌30秒后停止攪拌，混合溶液靜置反應24小時得到墨綠色產物；將墨綠色產物經過濾、水洗三次除掉未反應物，然后用IOOO毫升I摩爾/升的氨水溶液對該產物浸泡10分鐘，再次過濾并水洗三次除掉殘余氨水，最后用無水乙醇洗滌一次，獲得黑色聚苯胺納米棒，它的外形如圖l所示，可見其外徑為100-200納米，長度為1-2微米；稱取5克該聚苯胺納米棒在150。C下真空干燥24小時后與50毫升經I50°C/2小時烘制過的黏度為50mPas甲基硅油混合，混合物經研磨并超聲5小時獲得均勻分散的聚苯胺納米管電流變液。在直流電場下，用HAAKE RS600電流變儀測量其流變學性能，電流變液的剪切應力與剪切速率的關系如附圖2所示。
實施例二
將17.4克樟腦磺酸和14.25克苯胺單體溶解在750毫升二次去離子水中，在攪拌條件下獲得透明溶液一；將34.2克過硫酸鉸溶解在375毫升二次去離子水中，在攪拌條件下獲得透明溶液二；在攪拌條件下，將溶液二滴加(每秒一滴約0.02毫升)到溶液一中，繼續(xù)高速攪拌24小時得到墨綠色沉淀產物；墨綠色沉淀產物經過濾并水洗三次除掉未反應物，然后用1000毫升1摩爾/升的氨水溶液對該產物浸泡10分鐘，再次過濾并水洗三次除掉殘余氨水，最后用無水乙醇洗滌一次，獲得黑色聚苯胺納米棒，它的外形如圖3所示。稱取5克聚苯胺納米棒在150°C下真空干燥24小時后與50毫升經150°C/2小時烘制過的黏度為50mPas甲基硅油混合，混合物經研磨并超聲5小時獲得均勻分散的聚苯胺納米棒電流變液。在直流電場下，用HAAKE RS600電流變儀測量其流變學性能，電流變液的剪切應力與剪切速率的關系如附圖4所示。比較圖2和圖4，可見聚苯胺納米棒電流變液比聚苯胺顆粒電流變液具有更好的電流變效應。實施例三
稱取由實施例一制備的黑色聚苯胺納米棒2.5克在150 °C下真空干燥24小時后與50毫升經150°C/2小時烘制過的黏度為50mPas甲基硅油混合，混合物經研磨并超聲分散5小時獲得分散均勻的并進一步稀釋的聚苯胺納米棒電流變液；稱取由實施例二制備的黑色聚苯胺顆粒2.5克在150°C下真空干燥24小時后與50毫升經150°C/2小時烘制過的黏度為50mPas甲基硅油混合，混合物經研磨并超聲5小時獲得均勻分散的并進一步稀釋的聚苯胺顆粒電流變液；取5毫升上述聚苯胺納米棒電流變液和聚苯胺顆粒電流變液放入量筒中，靜置并用直接觀察法測量兩種電流變液的懸浮穩(wěn)定性如圖5所示，經200小時后獲得的電流變液的懸浮穩(wěn)定性實時照片如圖6所示，可見聚苯胺納米棒電流變液具有明顯好的懸浮穩(wěn)定性。
權利要求
1、一種聚苯胺納米棒電流變液，其分散相為納米棒狀的聚苯胺介電顆粒，連續(xù)相基液為甲基硅油；其特征在于分散相納米棒狀的聚苯胺介電顆粒的外徑為100-200納米，長度為1-2微米。
2、 如權利要求1所述一種聚苯胺納米棒電流變液，其特征在于該聚苯胺納米棒電流變液由 以下步驟制備(1) 將17.4克樟腦磺酸和14.25克苯胺單體溶解在750毫升去離子水中，通過攪拌獲 得透明溶液一；將34.2克過硫酸銨溶解在375毫升去離子水中，通過攪拌獲得透明溶液二； 在攪拌條件下，將溶液二快速倒入溶液一中，繼續(xù)攪拌30秒后停止攪拌，混合溶液靜置反 應24小時得到墨綠色產物；(2) 將墨綠色產物經過濾、水洗三次除掉未反應物，然后用1000毫升1摩爾/升的氨水 溶液對該產物浸泡10分鐘，再次過濾并水洗三次除掉殘余氨水，最后用無水乙醇洗滌一次， 獲得黑色聚苯胺納米棒；(3) 將聚苯胺納米棒在150。C下真空干燥24小時后與經150°C/2小時烘制過的黏度為 50mPas甲基硅油混合，混合物經研磨并超聲5小時獲得均勻分散的聚苯胺納米管電流變液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電流變液，特別涉及一種具有棒狀外形的納米聚苯胺電流變液，其分散相為納米棒狀的聚苯胺介電顆粒，連續(xù)相基液為甲基硅油；其特征在于分散相納米棒狀的聚苯胺介電顆粒的外徑為100-200納米，長度為1-2微米。與聚苯胺顆粒電流變液比較，該聚苯胺納米棒電流變液具有好的懸浮穩(wěn)定性(附圖顯示了聚苯胺納米棒電流變液和聚苯胺顆粒電流變液放置200小時后的沉降實時照片(20℃))，流變性能測試顯示該聚苯胺納米棒電流變液比聚苯胺顆粒電流變液具備更好的電流變效應。
文檔編號C10M149/00GK101469285SQ20071015974
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權日2007年12月28日
發(fā)明者向禮琴, 翔 夏, 尹劍波, 趙曉鵬 申請人:西北工業(yè)大學