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纤维素纳米晶须对二氧化钛电流变体系的性能改善

         
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摘要

[目的]研究纤维素纳米晶须(CNW)与二氧化钛(TiO2)凝胶形成复合物并改善其电流变液(ERF)的电流变性能和稳定性.[方法]利用酸水解法先制备出CNW,再基于溶胶-凝胶法制备出CNW与TiO2胶体的复合物,调节原料的添加量使复合物中的CNW比例分别达到10％,20％和30％.将CNW-TiO2复合物加入二甲基硅油中制成ERF,分析尿素添加量、电场强度、剪切速率和工作温度等对ERF剪切强度的影响,考察其静置抗沉降性和循环使用的影响.[结果]通过透射电镜、x射线衍射、红外光谱进行形貌表征分析,可知无定形的TiO2包覆在CNW表面,形成直径为10～ 15 nm的纤维状复合物.CNW的加入使TiO2的沉降率由46％降低到20％以下,并且复合物中CNW含量越高,复合物沉降率越低,高温工作环境中越稳定.一定量的CNW添加可使ERF的剪切强度提升1～2倍.重复性测试发现,复合CNW后ERF的电流变性能依旧保持稳定,并可有效避免被击穿.[结论]CNW的应用可使Ti-O体系ERF减少极性分子流失,在电场强度和温度等环境变化中的剪切强度以及在ERF的使用寿命上都有很大程度提升,整体电流变效果得到明显改善.

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