Hiệu suất điện nhớt của các hạt polyaniline với độ dẫn điện khác nhau được phân tán trong dầu silicone

Springer Science and Business Media LLC - Tập 287 - Trang 403-412 - 2008
Martin Stěnička1, Vladimír Pavlínek1, Petr Sáha1, Natalia V. Blinova2, Jaroslav Stejskal2, Otakar Quadrat2
1Faculty of Technology, Tomas Bata University in Zlín, Zlín, Czech Republic
2Institute of Macromolecular Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic, Prague, Czech Republic

Tóm tắt

Hành vi điện nhớt (ER) của các cầu nối dầu silicone chứa các hạt polyaniline đã được proton hóa với các mức độ doping khác nhau bằng axit ortho-phosphoric và tetrafluoroboric đã được nghiên cứu. Căng thẳng cắt động học thu được bằng cách nội suy độ căng cắt về không tỷ lệ cắt bằng cách sử dụng phương trình Herschel–Bulkley đã được sử dụng làm tiêu chí cho hiệu suất ER. Ở cùng một nồng độ mol của các axit doping, các tác động proton hóa khác nhau xuất hiện và sự phụ thuộc của độ căng kéo trên nồng độ axit khác nhau. Việc so sánh các độ căng kéo với các đặc tính điện cực được tính toán từ phương trình Havriliak–Negami cho thấy rằng độ dẫn điện của hạt, trái ngược với độ cảm ứng của hạt, chi phối quá trình phân cực đặc biệt ở các mức độ proton hóa cao hơn. Do đó, độ dẫn điện của hạt hoặc thời gian nghỉ điện cho thấy những tham số cung cấp các phụ thuộc chung của độ căng kéo bất kể cách phân cực.

Từ khóa

#điện nhớt #hạt polyaniline #dầu silicone #proton hóa #độ dẫn điện

Tài liệu tham khảo

Winslow WM (1947) US Patent 2 417 850 Block H, Kelly JP (1988) Electro-rheology. J Phys D Appl Phys 21:1661–1677 Jordan TC, Shaw MT (1989) Electrorheology. IEEE Trans Electron Insul 24:849–878 Block H, Kelly JP, Qin A, Watson T (1990) Materials and mechanisms in electrorheology. Langmuir 6:6–14 Parthasarathy M, Klingenberg DJ (1996) Electrorheology: mechanisms and models. Mater Sci Eng R 17:57–103 Hao T (2001) Electrorheological fluids. Adv Mater 13:1847–1857 Hao T (2002) Electrorheological suspensions. Adv Colloid Interface Sci 97:1–35 See H (1999) Advances in modelling the mechanisms and rheology of electrorheological fluids. Korea–Austr Rheol J 11:169–195 Papadopulous CA (1998) Brakes and clutches using ER fluids. Mechatronics 8:719–726 Quadrat O, Stejskal J (2006) Polyaniline in electrorheology. J Ind Eng Chem 12:352–361 Choi HJ, Lee JH, Cho MS, Jhon MS (1999) Electrorheological characterization of semiconducting polyaniline suspension. Polym Eng Sci 39:493–499 Pavlínek V, Sáha P, Kitano T, Stejskal J, Quadrat O (2005) The effect of polyaniline layer deposited on silica particles on electrorheological and dielectric properties of their silicone-oil suspensions. Physica A 353:21–28 Sung JH, Cho MS, Choi HJ, Jhon MS (2004) Electrorheology of semiconducting polymers. J Ind Eng Chem 10:1217–1229 Cheng Q, Pavlínek V, Lengálová A, Li Ch, Belza T, Sáha P (2006) Electrorheological properties of new mesoporous material with conducting polypyrrole in mesoporous silica. Micropor Mesopor Mater 94:193–199 Chin BD, Lee YS, Park OO (1998) Effects of conductivity and dielectric behaviours on the electrorheological response of a semiconductive poly(p-phenylene) suspension. J Colloid Interface Sci 201:172–179 Plocharski J, Rozanski M, Wycislik H (1999) Electrorheological effect in suspensions of conductive polymers. Synth Met 102:1354–1357 Stejskal J, Kratochvíl P, Jenkins AD (1996) The formation of polyaniline and the nature of its structures. Polymer 37:367–369 Lee JH, Cho MS, Choi HJ, Jhon MS (1999) Effect of polymerization on the temperature polyaniline based electrorheological suspensions. Colloid Polym Sci 277:73–76 Jang WH, Kim JW, Choi HJ, Jhon MS (2001) Synthesis and electrorheology of camphorsulfonic acid doped polyaniline suspensions. Colloid Polym Sci 279:823–827 Hong CH, Choi HJ (2007) Shear stress and dielectric analysis of H3PO4 doped polyaniline based electrorheological fluid. J Macromol Sci B Phys 46:683–692 Chaudhari HK, Kelkar DS (1997) Investigation of structure and electrical conductivity in doped polyaniline. Polym Int 42:380–384 Chandrasekhar P (1999) Conducting polymers, fundaments and applications. Kluwer, Boston Stěnička M, Pavlínek V, Sáha P, Blinova NV, Stejskal J, Quadrat O (2008) Conductivity of flowing polyaniline suspensions in electric field. Colloid Polym Sci 286(12):1403–1409. doi:10.1007/s00396-008-1910-2 Blinova NV, Stejskal J, Trchová M, Prokeš J (2008) Control of polyaniline conductivity and contact angles by partial protonation. Polym Int 57:66–69 Stejskal J, Gilbert RG (2002) Polyaniline. Preparation of a conducting polymer (IUPAC technical report). Pure Appl Chem 74:857–867 Havriliak S Jr, Havriliak SJ (1997) Dielectric and mechanical relaxation in materials. Hanser, Munich Marshall L, Zukoski CF IV, Goodwin JW (1989) Effects of electric fields on the rheology of non-aqueous concentrated suspensions. J Chem Soc Faraday Trans 85:2785–2795 Herschel WH, Bulkley R (1926) Konsistenzmessungen von Gummi-Benzol-Lösungen. Kolloid Z 39:291–300 Gast AP, Zukoski CF (1989) Electrorheological fluids as colloidal suspensions. Adv Colloid Interface Sci 30:153–170 Klingenberg DJ, Zukoski CF (1990) Studies on the steady-shear behaviour of electrorheological suspensions. Langmuir 6:15–24 Halsey TC, Toor W (1990) Structure of electrorheological fluids. Phys Rev Lett 65:2820–2823 Block H, Kelly JP, Qin A, Watson T (1990) Materials and mechanisms in electrorheology. Langmuir 6:6–14 Chen Y, Sprecher AF (1991) Electrostatic particle–particle interactions in electrorheological fluids. J Appl Phys 70:6796–6803 Davis LC (1992) Finite-element analysis of particle–particle forces in electrorheological fluids. Appl Phys Lett 60:319–321 Ikazaki F, Kawai A, Uchida K, Kawakami T, Edmura K, Sakurai K, Anzai H, Asako Y (1998) Mechanisms of electrorheology: the effect of the dielectric property. J Phys D Appl Phys 31:336–347 Anderson RA (1992) Effects of finite conductivity in electrorheological fluids. In: Tao R (ed) Proceedings of the 3rd International Conference on Electromagnetic Fluids. World Scientific, Singapore, pp 81–90 Davis LC (1992) Polarization forces and conductivity effects in electrorheological fluids. J Appl Phys 72:1334–1340 Tang X, Wu CW, Conrad H (1995) On the conductivity model for the electrorheological effect. J Rheol 39:1059–1073 Wu CW, Conrad H (1996) A modified conduction model for the electrorheological effect. J Phys D Appl Phys 29:3147–3153