剪切增稠液(STF)是一類具備剪切增稠效應的智能材料,剪切增稠是一種非牛頓力學行為,其粘度隨剪切應力或速率的增大而增大。剪切增稠液通常由兩部分(分散相和分散介質(zhì))組成,多數(shù)分散介質(zhì)為小分子、低聚物或聚合物,例如聚乙二醇和乙二醇。常見的分散介質(zhì)存在溫度適應性差,無法配制高濃度分散體的缺點。離子液體具有熔點低,溫度適用范圍寬和良好的物理化學穩(wěn)定性等的優(yōu)點,可作為STF的分散介質(zhì)。研究表明,羥基功能化離子液體(1-羥乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽)作為分散介質(zhì)時,可通過氫鍵與納米顆粒結(jié)合,在一定剪切速率下形成粒子簇從而達到增稠的效果。為深入研究離子液體結(jié)構(gòu)對STF流變學行為的影響,本文以咪唑類離子液體作分散介質(zhì),二氧化硅納米顆粒作分散相進行了實驗,研究內(nèi)容如下:(1)以具有不同結(jié)構(gòu)的離子液體為分散介質(zhì)配制濃懸浮液,研究離子結(jié)構(gòu)對增稠性能的影響。結(jié)果表明,帶有羥基基團的離子液體更容易發(fā)生剪切增稠效應,這是由于羥基與顆粒表面硅醇基更易形成氫鍵。研究了溫度對STF的流變學特性的影響,低溫下STF的增稠效果更明顯,隨溫度升高,離子液體粘度降低增稠效應減弱,是由于溫度升高降低了溶劑化層的厚度。(2)用離...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 剪切增稠液的研究歷史及現(xiàn)狀
    1.2 剪切增稠液的分類和組成
    1.3 剪切增稠效應的機理
        1.3.1 有序-無序轉(zhuǎn)變機理
        1.3.2 粒子簇模型
        1.3.3 堵塞機理
        1.3.4 摩擦接觸模型
    1.4 影響剪切增稠效應的因素
        1.4.1 分散顆粒
        1.4.2 分散介質(zhì)
        1.4.3 添加劑
        1.4.4 外場
    1.5 剪切增稠液的性能研究
        1.5.1 穩(wěn)態(tài)剪切
        1.5.2 動態(tài)剪切
    1.6 離子液體基剪切增稠液
    1.7 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料和測試方法
    2.1 實驗藥品
    2.2 實驗儀器設(shè)備
    2.3 顆粒的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡表征形貌
        2.3.2 顆粒的化學結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 熱分析儀表征熱性能
        2.3.5 真密度測試儀測試顆粒的密度
    2.4 動態(tài)光散射儀
    2.5 剪切增稠液的流變性能測試
第3章 離子液體結(jié)構(gòu)及溫度對剪切增稠液流變行為的影響
    3.1 引言
    3.2 剪切增稠液的配制
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 不同結(jié)構(gòu)離子液體的粘度比較
        3.3.2 離子液體結(jié)構(gòu)對STF流變特性的影響
        3.3.3 二氧化硅體積分數(shù)對STF的流變學行為影響
        3.3.4 溫度對SiO₂/[HOEtMIm]BF₄ 剪切增稠液流變特性的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 離子液體改性SiO₂顆粒的制備及其剪切增稠液的流變學行為
    4.1 引言
    4.2 納米顆粒的表面改性
        4.2.1 1-羥乙基-3 甲基咪唑四氟硼酸鹽[HOEtMIm]BF₄ 改性二氧化硅
        4.2.2 含氯鹽離子液體改性二氧化硅
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 SiO₂納米顆粒改性前后的形貌
        4.3.2 SiO₂納米顆粒改性前后的紅外光譜分析
        4.3.3 SiO₂納米顆粒改性前后的熱穩(wěn)定性分析
        4.3.4 改性SiO₂ 納米顆�；鵖TFs的流變特性分析
        4.3.5 改性SiO₂ 納米顆�；鵖TFs的可逆性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 微晶纖維素添加劑對剪切增稠液流變學行為的影響
    5.1 引言
    5.2 微晶纖維素的處理
    5.3 微晶纖維素增強的STF的配制
    5.4 結(jié)果和討論
        5.4.1 微晶纖維素的形貌
        5.4.2 微晶纖維素的紅外光譜分析
        5.4.3 微晶纖維素的熱穩(wěn)定性分析
        5.4.4 添加纖維素的剪切增稠液的流變特性分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3801739