1. 研究目的与意义(文献综述)
剪切增稠是一种可逆的非牛顿流体行为,常发现于髙浓度分散体系,随着剪切速率的增加,体系的粘度展现出甚至几个数量级的增加,而当剪切速率降低后,粘度也会立即降低。剪切增稠现象一直存在于自然界中,到上世纪八十年代后,研究人员基于前面的研究成果发现了剪切增稠液潜在的应用可能性,从而引起了更多的研究关注,促使剪切增稠液的材料制备、性能表征和理论模型都有了显著的进展。然而,要将剪切增稠液完全实用化还有许多工作要做。
在材料制备方面要研制具有高剪切增稠效应、髙适用范围、高稳定性的实用化剪切增稠液,根据不同工况需求研制出具有不同临界剪切速率值的剪切增稠液。1968年stober利用氨水催化正硅酸乙酯的方法合成出单分散性良好的二氧化硅纳米粒子球,由于其尺寸可控、表面易功能化,极大的开拓了二氧化硅材料的应用前景。剪切增稠液的制备主要是将二氧化硅颗粒分散到分散介质中,将利用行星球研磨机对其与固态聚乙二醇(peg)400溶液进行研磨,制备均匀的二氧化硅/peg悬浮液。
剪切增稠液的实际应用目前主要为软体防护服,应用范围还比较小,需要进一步优化设计来推广其使用范围。由于这种剪切增稠的高非线性行为,剪切增稠液可以用于开发软体防护服、滑雪缓冲设备、液力耦合器、转速限制器、减振器等阻尼、控制设备。由于剪切增稠效应在工业上的巨大作用,近些年浓分散体系的剪切增稠的研究已经吸引了大量研究人员的注意,他们期望可以对剪切增稠行为的发生进行预测,从而获得对剪切增调效应的有利的可控性。
2. 研究的基本内容与方案
2.1.研究的基本内容
(1)制备均匀的二氧化硅/peg悬浮液
(2)利用流变仪实验分析得到二氧化硅/peg纳米复合材料的力学性能
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,确立基本的研究思路,完成开题报告。
第4-8周:熟悉加载装置,熟悉实验装置,设计实验方案和测试方案,开展纳米二氧化硅的制备,并完成悬浮液的制备。
第9-11周:利用流变仪完成流变性能分析,并分析其机理。
4. 参考文献(12篇以上)
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[2]branda f, silvestri b, luciani g, costantini a, the effect ofmixing alkoxides on the stober particles size[j], colloids surface a:physicochemical and engineering aspects, 2007, 299(1-3):252-255.
[3]stober w, fink a, bohn e, controlled growth of monodispersesilica spheres in the micron size range[j], j colloid interface sci, 1968,26(1): 62-69.
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