功能化离子液体基剪切增稠液的制备及其流变学行为研究

发布时间：2023-04-26 04:26

　　剪切增稠液(STF)是一类具备剪切增稠效应的智能材料,剪切增稠是一种非牛顿力学行为,其粘度随剪切应力或速率的增大而增大。剪切增稠液通常由两部分(分散相和分散介质)组成,多数分散介质为小分子、低聚物或聚合物,例如聚乙二醇和乙二醇。常见的分散介质存在温度适应性差,无法配制高浓度分散体的缺点。离子液体具有熔点低,温度适用范围宽和良好的物理化学稳定性等的优点,可作为STF的分散介质。研究表明,羟基功能化离子液体(1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)作为分散介质时,可通过氢键与纳米颗粒结合,在一定剪切速率下形成粒子簇从而达到增稠的效果。为深入研究离子液体结构对STF流变学行为的影响,本文以咪唑类离子液体作分散介质,二氧化硅纳米颗粒作分散相进行了实验,研究内容如下:(1)以具有不同结构的离子液体为分散介质配制浓悬浮液,研究离子结构对增稠性能的影响。结果表明,带有羟基基团的离子液体更容易发生剪切增稠效应,这是由于羟基与颗粒表面硅醇基更易形成氢键。研究了温度对STF的流变学特性的影响,低温下STF的增稠效果更明显,随温度升高,离子液体粘度降低增稠效应减弱,是由于温度升高降低了溶剂化层的厚度。(2)用离...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 剪切增稠液的研究历史及现状
    1.2 剪切增稠液的分类和组成
    1.3 剪切增稠效应的机理
        1.3.1 有序-无序转变机理
        1.3.2 粒子簇模型
        1.3.3 堵塞机理
        1.3.4 摩擦接触模型
    1.4 影响剪切增稠效应的因素
        1.4.1 分散颗粒
        1.4.2 分散介质
        1.4.3 添加剂
        1.4.4 外场
    1.5 剪切增稠液的性能研究
        1.5.1 稳态剪切
        1.5.2 动态剪切
    1.6 离子液体基剪切增稠液
    1.7 本文的主要研究内容
第2章 实验材料和测试方法
    2.1 实验药品
    2.2 实验仪器设备
    2.3 颗粒的结构和形貌表征
        2.3.1 扫描电子显微镜表征形貌
        2.3.2 颗粒的化学结构表征
        2.3.3 热分析仪表征热性能
        2.3.5 真密度测试仪测试颗粒的密度
    2.4 动态光散射仪
    2.5 剪切增稠液的流变性能测试
第3章 离子液体结构及温度对剪切增稠液流变行为的影响
    3.1 引言
    3.2 剪切增稠液的配制
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 不同结构离子液体的粘度比较
        3.3.2 离子液体结构对STF流变特性的影响
        3.3.3 二氧化硅体积分数对STF的流变学行为影响
        3.3.4 温度对SiO₂/[HOEtMIm]BF₄ 剪切增稠液流变特性的影响
    3.4 本章小结
第4章 离子液体改性SiO₂颗粒的制备及其剪切增稠液的流变学行为
    4.1 引言
    4.2 纳米颗粒的表面改性
        4.2.1 1-羟乙基-3 甲基咪唑四氟硼酸盐[HOEtMIm]BF₄ 改性二氧化硅
        4.2.2 含氯盐离子液体改性二氧化硅
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 SiO₂纳米颗粒改性前后的形貌
        4.3.2 SiO₂纳米颗粒改性前后的红外光谱分析
        4.3.3 SiO₂纳米颗粒改性前后的热稳定性分析
        4.3.4 改性SiO₂ 纳米颗粒基STFs的流变特性分析
        4.3.5 改性SiO₂ 纳米颗粒基STFs的可逆性能研究
    4.4 本章小结
第5章 微晶纤维素添加剂对剪切增稠液流变学行为的影响
    5.1 引言
    5.2 微晶纤维素的处理
    5.3 微晶纤维素增强的STF的配制
    5.4 结果和讨论
        5.4.1 微晶纤维素的形貌
        5.4.2 微晶纤维素的红外光谱分析
        5.4.3 微晶纤维素的热稳定性分析
        5.4.4 添加纤维素的剪切增稠液的流变特性分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3801739