聚苯胺/钛酸钡复合型电流变材料的制备

摘要

电流变（Electrorheological ，ER ）液是一种流变特性可由外加电场控制的智能材料。在外电场作用下，其表观粘度和抗剪屈服应力随电场强度的变化而变化，当电场强度增大到某一值时电流变液将实现由液态向类固态的转换，且这种转换是快速的、可逆的，这种材料可广泛应用于汽车和工业机械制造等领域。钛酸钡（BaTiO3 ）作为一种易获得的铁电材料，其制备方法引起广泛研究，特别是作为电流变液的分散介质得到了深入的讨论，研究表明：BaTiO3 虽具有高的介电常数，但其干态在电场作用下没有电流变效应，只有电泳产生。要使其具有电流变效应必须要吸收适量的水分，以形成水桥，这就使其应用于电流变技术受到限制。另一方面，聚苯胺（PAn ）由于其合成容易、化学性能稳定和导电率可调等特点，引起人们的研究兴趣，特别是作为电流变液的分散介质的研究也取得了较大的进展。在电流变液的应用中，前者必须为含水电流变液，因此采用聚苯胺对钛酸钡进行化学包覆可以明显改变钛酸钡电流变液必须含水这一缺点。本研究采用硅烷偶联剂对超细钛酸钡粉体进行表面修饰，再通过溶液聚合的方法在表面修饰后的超细钛酸钡粉体表面聚合聚苯胺，最后得到聚苯胺/钛酸钡壳核结构（BaTiO3/PAn ）的有机－无机复合粒子。借助FT-IR 等分析手段研究了复合粒子的形貌、结构。利用改装后的旋转粘度计分别对未包覆聚苯胺的钛酸钡和包覆聚苯胺的钛酸钡复合颗粒电流变液的电流变性能进行研究。