低固相含量SiO2分散体系流变性研究

以甘油(GL)和聚乙二醇(PEG)为分散介质, 研究了低体积分数(Φ＜8%)的SiO₂分散体系的稳态和动态的流变性能, 发现体系都具有可逆的剪切变稀和剪切增稠现象. 在剪切速率大于临界剪切速率(γ^_.＞γ_^.c)时, 体系具有明显的剪切增稠现象, 而当γ^_.＜γ_^.c, GL体系只有轻微的剪切变稀现象, PEG体系剪切变稀现象却很明显. 在动态试验中考察了模量以及损耗角正切tg δ随剪切应力(σ)的变化. 在所研究的应力范围内, 体系中耗能模量G"都大于储能模量G', tg δ大于1, 体系主要表现为粘性. 用“粒子簇”生成机理能较好地解释这种剪切变稀和剪切增稠现象, 即剪切变稀是由于连续的空间网络结构被破坏, PEG体系剪切变稀现象较GL体系明显应该与PEG高分子链的松弛以及体系中较少的氢键有关; 剪切增稠是由于粒子簇的生成引起的.     

Non-linear Viscoelastic Rheological Properties of PCC/PEG Suspensions

在不同的恒定频率下,研究了PCC(沉淀碳酸钙)/PEG200(聚乙二醇,平均分子量为200)分散体系的剪切变稀和剪切增稠的流变性能．随着动态剪切应力的升高,复数粘度开始不随应力而改变,而后出现明显的剪切变稀,当复数粘度达到最小值后出现强烈的剪切增稠．在固定频率5 rad/s下研究了模量以及滞后角的正切与应力幅度的关系,在低的应力下储能模量开始几乎与应力幅度无关,继而快速下降．滞后角的正切从0.6升高到92,表明体系发生了从弹性到粘性的转变,尤其在发生剪切增稠后滞后角的正切快速增大．从Lissajous图分别探索了在剪切变稀区和剪切增稠区的能量与最大应变的关系．应变周期内的消耗的能量与最大应变幅度指数关系得到了确认．在剪切变稀区指数为1.91,而在剪切增稠区由于形成了粒子簇激增至3.97．以上现象运用\粒子簇"理论得到了定性的解释．     

SiO2/聚乙二醇非牛顿流体流变性能研究

利用应力控制流变仪考察了SiO₂/聚乙二醇分散体系稳态和动态的流变性能. 实验结果表明, 该体系具有剪切变稀和可逆的剪切增稠现象. 稳态应力实验中, 当应力较小时, 体系具有剪切变稀现象, 而在剪切应力(σ)大于临界剪切应力(σ_c^s, σ_c^s=9.99 Pa)后, 体系粘度急剧增大. 在动态实验中, 剪切应力小于临界剪切应力(σ_c^o, σ_c^o=15.85 Pa)时, 储能模量G′减小, 耗能模量G″与复合粘度η*基本不变, 但σ＞15.85 Pa后, G′、G″及η*同步增大, 且在所研究的应力范围内, G″均大于G′. 同时还考察了测试频率、分散相含量以及分散介质平均分子量的差别对流变性的影响. σ_c^o随测试频率的增大而变大; SiO₂质量分数越大, σ_c^o基本不变, 但增稠现象变得更明显; 与平均分子量小的PEG200体系相比, 平均分子量大的PEG400体系, σ_c^o并未发生改变, 但在增稠之前体系的粘度较低, 增稠之后体系粘度增大的幅度较大.     

SiO2/PEG分散体系动态剪切流变行为

在动态应变条件下, SiO2/PEG200(聚乙二醇, 平均分子量为200)分散体系出现了剪切增稠现象. 剪切流变实验表明, 在两种情况下都出现了剪切增稠: 一种是在不同的恒定频率下应变扫描, 在临界应力γc出现的剪切增稠; 另一种是恒定的应变(γ0=500%)条件下频率扫描, 在临界频率棕c抑10 rad·s-1出现的剪切增稠. 在不同的恒定频率应变扫描条件下, 实验研究了储能模量(G’)和耗能模量(G’’)与应变的关系, 同时初步探讨了应变与不同恒定频率的函数关系. 在线性粘弹性区域内, G’和G’’满足G’∝ω0.57和G’’∝ω0.7指数关系. 在恒定的应变条件下, 发现模量和复数粘度与扫描频率具有强烈的依赖关系, 这些现象可以定性地通过“粒子簇”理论来解释.“粒子簇”理论认为这种剪切增稠的发生是由于形成了亚稳定、流动所导致的“粒子簇”, 使得粘度上升.     

低固相含量SiO2分散体系流变性研究

以甘油(GL)和聚乙二醇(PEG)为分散介质, 研究了低体积分数(Φ＜8%)的SiO₂分散体系的稳态和动态的流变性能, 发现体系都具有可逆的剪切变稀和剪切增稠现象. 在剪切速率大于临界剪切速率(γ^_.＞γ_^.c)时, 体系具有明显的剪切增稠现象, 而当γ^_.＜γ_^.c, GL体系只有轻微的剪切变稀现象, PEG体系剪切变稀现象却很明显. 在动态试验中考察了模量以及损耗角正切tg δ随剪切应力(σ)的变化. 在所研究的应力范围内, 体系中耗能模量G"都大于储能模量G', tg δ大于1, 体系主要表现为粘性. 用“粒子簇”生成机理能较好地解释这种剪切变稀和剪切增稠现象, 即剪切变稀是由于连续的空间网络结构被破坏, PEG体系剪切变稀现象较GL体系明显应该与PEG高分子链的松弛以及体系中较少的氢键有关; 剪切增稠是由于粒子簇的生成引起的.     

二氧化硅分散体系在应力剪切过程中粘弹性及能耗研究

通过动态应力剪切研究了以乙二醇、丙二醇和丁二醇为分散介质的雾化二氧化硅分散体系的粘弹性以及能耗. 研究发现, 随着应力的增大, 体系都经历了线性粘弹区、剪切变稀区以及剪切增稠区. 在线性粘弹区, 储能模量(G′)、耗能模量(G′′)随着应力(σ)的增大保持不变；在剪切变稀区, G′随着σ的增大而减小, 且乙二醇、丙二醇、丁二醇分散体系的减小幅度依次递减, 而G′′基本保持不变；在剪切增稠区, G′、G′′都随着σ的增大而增大. 在所研究的应力范围内, G′′都大于G′, 体系主要体现粘性, 消耗能量为主. 同时还发现在低剪切应力区, 体系所消耗的能量(Ed)都随着最大应变(γ0)成二次方关系增长, 而在剪切增稠区, 当n=2.79、4.93、4.88时, EG/SiO2、PG/SiO2、BG/SiO2的Ed分别随γ0以指数关系增长.     

PVA-膨润土-KOH-H2O复合碱性聚合物电解质的制备与表征

以聚乙烯醇(PVA)与膨润土(bentonite)和氢氧化钾为原料, 采用溶液浇铸法制备了PVA-膨润土-KOH-H2O复合碱性聚合物电解质膜. 运用X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和循环伏安(CV)等技术对复合膜进行了表征, 分析了膨润土对聚合物膜电导率的影响. 结果表明, 膨润土对电解质的导电性能具有双重作用: 一方面膨润土本身会阻塞PVA内部结构中的部分离子通道, 导致复合电解质的电导率降低; 另一方面, 膨润土有助于体系中KOH含量的增加, 同时PVA-膨润土相界面高导电性缺陷层的形成有助于体系电导率的提高. 当体系水的质量分数较低时, 复合电解质体系电导率存在极大值; 当w(H2O)为65%时, 则观察到电导率的线性增加趋势; 电解质最高室温电导率达0.110 S·cm-1. XRD图谱显示适当配比的复合膜中PVA呈无定形态; SEM结果证实了适当配比的复合膜中存在大量微米级孔径的微孔通道. 循环伏安曲线表明PVA-膨润土-KOH-H2O碱性聚合物电解质膜有约2.0 V的较宽电化学稳定窗口.