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电流变液是一种重要的智能材料。自Winslow(1947年)首次发现电流变液以来,无水无机电流变液因其优异的性能一直以来都倍受关注。目前,研究的核心部分主要集中在分散相粒子上,表面活性剂改性分散相工艺简单、性能优越。因此,适当改性分散相作为电流变材料得到了广泛研究。本文选取三类共九种表面活性剂对凹凸棒石(AT)进行改性,对改性凹凸棒石晶体结构、化学结构、微观形貌进行了表征研究;其次,将改性凹凸棒石作为分散相制备了电流变液,对其电流变性能、介电性能、导电性能、热稳定性能和在基液中的悬浮性能进行了测试。具体研究工作及主要结论如下:(1)选用十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)三种阳离子表面活性剂利用原位聚合法对凹凸棒石进行改性,对比了阳离子型表面活性剂的碳链长度、体积分数对电流变性能的影响,结果表明性能最佳表面活性剂的是CTAB。采用化学元素分析、FTIR、XRD、SEM、数字式四探针技术以及LCR数字电桥对材料结构及其性能进行分析。以CTAB改性AT为分散相配制成电流变液,探讨了表面活性剂浓度、体积分数及工作温度对电流变性能的影响,并对悬浮性能进行了测试。结果表明CTAB改性AT的最佳浓度为0.2 mol/L,与二甲基硅油配制电流变液的最佳体积分数为20Vol.%,且在E=3.5 kV/mm时的剪切应力达到最大值169 Pa,屈服应力为0.65 Pa,最高工作温度为65℃,静置60天悬浮率为90%。(2)选用十二烷基苯磺酸(DBSA)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)三种阴离子型表面活性剂改性凹凸棒石,其中改性效果最好的是DBSA。采用化学元素分析、FTIR、XRD、SEM、数字式四探针技术以及LCR数字电桥对复合材料结构及其性能进行分析。以DBSA改性AT为分散相配制电流变液,对其表面活性剂浓度、工作温度对电流变性能的影响,并对悬浮性能进行了测试,结果表明:DBSA改性AT的最佳浓度为0.2 mol/L,与二甲基硅油配制电流变液的最佳体积分数为20Vol.%,且在E=3.0 kV/mm时的剪切应力达到最大值153 Pa,静置60天悬浮率为91%。(3)选用聚乙二醇400(PEG400)、聚乙二醇600(PEG600)、聚乙二醇1200(PEG1200)三种非离子型表面活性剂对AT进行改性,对比效果最佳的表面活性剂是PEG1200。采用化学元素分析、FTIR、XRD、SEM、数字式四探针技术以及LCR数字电桥对复合材料结构及其性能进行分析。以PEG1200改性AT为分散相配制电流变液,表面活性剂浓度、工作温度对电流变性能的影响,并对悬浮性能进行了测试,结果表明:PEG1200改性AT的最佳浓度为0.2 mol/L,与二甲基硅油配制电流变液的最佳体积分数为20Vol.%,且在E=3.5 kV/mm时的剪切应力达到最大值142 Pa,静置60天悬浮率为87%。