專利名稱：聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物/粘土納米復(fù)合材料電流變液及其制備技術(shù)，特別涉及聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液。
背景技術(shù)：
電流變液是由高介電常數(shù)、低電導(dǎo)的易極化電介質(zhì)顆粒分散于低介電常數(shù)的絕緣油中形成的懸浮體系。目前，電流變液的性能還未達到實用化要求，其中最主要的制約因素是電場激勵下的力學(xué)值不高以及抗沉降性較差。關(guān)于分散相材料的研究大多集中在無機氧化物和有機高分子聚合物材料兩個領(lǐng)域內(nèi)。無機類材料曾是電流變液的主要研究對象，但普遍存在力學(xué)性能偏低，抗沉降穩(wěn)定性差等缺點；后來多采用有機聚合物作為電流變液的分散相，有機聚合物作為電流變液由于其具有較高的熱穩(wěn)定性、較低的密度及易于控制而受到人們的極大重視，但距工業(yè)化應(yīng)用仍有一定的距離。近年來，有機/無機混雜材料由于其獨特的性能引起了人們的廣泛關(guān)注，尤其是有機聚合物/層狀蒙脫土嵌入混雜材料因其制備簡單、物理機械性能優(yōu)越、來源廣泛，被認為是最有應(yīng)用前景的復(fù)合材料。已有研究者嘗試用有機/無機復(fù)合材料作為電流變液的分散相，以充分發(fā)揮有機材料和無機材料的不同特長，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，進而獲得綜合性能良好的電流變材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有機聚合物與蒙脫土相互混雜的新型電流變液材料，其分散相與傳統(tǒng)的核殼結(jié)構(gòu)式復(fù)合顆粒具有很大的不同，表現(xiàn)在兩種組份在納米尺度上相互交錯，這種混雜材料兼有無機材料極性大、制備過程簡便及有機材料比重小質(zhì)地軟、抗沉降穩(wěn)定性好的優(yōu)點。


圖1純MMT、純PDANI以及PDANI-MMT納米復(fù)合材料電流變液靜態(tài)剪切應(yīng)力與電場強度(直流)間的關(guān)系曲線(20℃，剪切速率為5S-1)圖2一種PDANI-MMT納米復(fù)合材料電流變液的剪切強度與剪切速率間的關(guān)系曲線(20℃)圖3一種PDANI-MMT納米復(fù)合材料電流變液的表觀粘度與剪切速率的關(guān)系曲線(20℃)圖4一種PDANI-MMT納米復(fù)合材料電流變液的沉降性示意圖具體實施方式
本發(fā)明的目的具體實施如下采用乳液共混插層法制備反應(yīng)工藝。用化學(xué)純以上等級原料蒙脫土(MMT)作無機基體原料，鄰氨基苯胺作有機原料，過硫酸銨((NH4)2S2O8)為引發(fā)劑，室溫聚合，以一定pH值的氨水(NH3·H2O)浸泡控制電導(dǎo)率。
首先，將鈉基蒙脫土分散到一定量的二次去離子水中，攪拌成乳濁液；加入一定量的鄰氨基苯胺和鹽酸，繼續(xù)攪拌分散后，用大量去離子水洗滌，HCl調(diào)節(jié)pH值，以過硫酸銨((NH4)2S2O8)為引發(fā)劑，室溫聚合數(shù)小時，抽濾，洗滌，在一定pH值的NH3·H2O中浸泡數(shù)小時后抽濾、干燥得磚紅色粉末。用研缽研成細粉，最后將得到的粉料以顆粒/甲基硅油質(zhì)量比為30％混合均勻，配制聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液。
本發(fā)明通過聚鄰氨基苯胺插入蒙脫土層間制得了一種力學(xué)性能較高、抗沉降性能優(yōu)異的無水電流變材料，制備工藝簡單易行，成本低廉，操作時采用的乳液共混插層法能在常溫下進行，對設(shè)備亦無特殊要求，產(chǎn)物的分離及后處理過程均易實現(xiàn)。
本發(fā)明的實現(xiàn)過程和材料性能由以下實施例和附圖詳細說明實施例一(純MMT電流變液)將干燥過的蒙脫土(MMT)與甲基硅油按粉末/硅油質(zhì)量比30％配制成無機純MMT電流變液。測量其剪切應(yīng)力與電場強度的關(guān)系如圖1所示。
實施例二(純PDANI電流變液)10克鄰氨基苯胺和一定量的鹽酸分散到大量去離子水中，以過硫酸銨((NH4)2S2O8)為引發(fā)劑，室溫聚合12小時，抽濾，洗滌，在pH＝10的NH3·H2O中浸泡6小時后抽濾、干燥得磚紅色粉末。用研缽研成細粉，最后將得到的粉料以顆粒/甲基硅油質(zhì)量比為30％混合均勻，配制純PMANI電流變液。測量其剪切應(yīng)力與電場強度的關(guān)系如圖1所示。
實施例三(聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液)將10g鈉基蒙脫土分散到500mL去離子水中，80℃攪拌2h，然后加入2mL鄰氨基苯胺和0.04mol HCl，在80℃繼續(xù)攪拌6h，用大量去離子水洗滌多次后分散到500mL去離子水中，HCl調(diào)節(jié)pH值約為2，然后加入1.6g(0.007mol)過硫酸銨((NH4)2S2O8)，在攪拌下室溫聚合12h，抽濾，洗滌，在pH＝10的NH3·H2O中浸泡數(shù)小時后抽濾、干燥得磚紅色粉末。用研缽研成細粉并按粉末/甲基硅油質(zhì)量比30％配成電流變液即得聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液。剪切強度與剪切速率間的關(guān)系如圖2所示，表觀粘度與剪切速率間的關(guān)系如圖3所示，同時測試了該電流變液的抗沉降性能，如圖4所示。
權(quán)利要求
1.一種聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液及其制備方法，該材料的分散相為納米尺度的聚鄰氨基苯胺/蒙脫土電介質(zhì)顆粒，連續(xù)相基液為甲基硅油；制備該電流變液分散相材料的方法選用乳液共混插層法，常溫下實施聚合反應(yīng)，實現(xiàn)有機高聚物與無機物間的混雜。
2.如權(quán)利要求1所述聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液及其制備方法，其特征是分散相顆粒是由鄰氨基苯胺單體插入蒙脫土層間，原位聚合在納米尺度上形成的微粒；分散相材料中聚鄰氨基苯胺/蒙脫土的質(zhì)量比為10-12％。
3.一種如權(quán)利要求1所述聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液及其制備方法，其特征是制備工藝方法包括以下步驟(1)選用鈉基蒙脫土(MMT)、鄰氨基苯胺作為原料；過硫酸銨((NH4)2S2O8)為引發(fā)劑，二次去離子水作溶劑；鹽酸和氨水作pH值調(diào)節(jié)劑。(2)將鈉基蒙脫土分散到一定量的二次去離子水中，攪拌成乳濁液；加入一定量的鄰氨基苯胺和鹽酸，繼續(xù)攪拌分散后，用大量去離子水洗滌，HCl調(diào)節(jié)pH值，以過硫酸銨((NH4)2S2O8)為引發(fā)劑，室溫聚合數(shù)小時，抽濾，洗滌，在一定pH值的NH3·H2O中浸泡數(shù)小時后抽濾、干燥得磚紅色粉末。(3)將得到的磚紅色粉末用研缽研成一定細度后與甲基硅油按粉末/硅油質(zhì)量比30％混合均勻，即制得聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚合物/粘土納米復(fù)合材料電流變液及其制備技術(shù)，特別涉及聚鄰氨基苯胺/蒙脫土納米復(fù)合材料電流變液。其分散相與傳統(tǒng)的核殼結(jié)構(gòu)式復(fù)合顆粒具有很大的不同，表現(xiàn)在兩種組份在納米尺度上相互交錯，這種混雜材料兼有無機材料極性大、制備過程簡便及有機材料比重小質(zhì)地軟、抗沉降穩(wěn)定性好的優(yōu)點。PDANI－MMT納米復(fù)合材料的電流變效應(yīng)較聚鄰氨基苯胺及蒙脫土有較大改善，強電場下的力學(xué)值較高(如附圖1電流變液靜態(tài)剪切應(yīng)力與電場強度的關(guān)系(T＝20℃，5S
文檔編號C10M125/30GK1539931SQ0311466
公開日2004年10月27日 申請日期2003年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者趙曉鵬, 路軍 申請人:西北工業(yè)大學(xué)