第三组分对纳米二氧化硅STF体系性能的影响
发布时间：2021-08-16 21:05
通过添加纳米纤维素（CNF）、氧化石墨烯（GO）或多壁碳纳米管（MWNT）制备了基于纳米二氧化硅的多相剪切增稠液体（STF）。对制得的多相STF体系进行了红外光谱、扫描电子显微镜和流变性能表征。结果表明:CNF由于分散尺度小和提供大量氢键的原因,可以增强纳米二氧化硅STF体系的综合性能,包括稳态流变表征下的临界剪切速率降低和最大增稠黏度增大,动态流变表征下的模量增强响应提前。GO和MWNT的加入则会使STF的性能降低。CNF的增强效果出现先增大后减小的趋势,最佳用量的质量分数为0.2%～0.3%。
【文章来源】：北京服装学院学报(自然科学版). 2020,40(02)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含有不同第三组分的STF体系红外光谱图
图2为不同CNF含量STF的稳态流变曲线。添加CNF的体系和STF0一样都具备剪切增稠性能,且表现为非连续增稠(DST)现象。值得注意的是,随着CNF质量分数的增加,多相STF体系的临界剪切速率(γc)从29.33 s-1(0% CNF)先减小至9.50 s-1(0.2% CNF),后增大至11.98 s-1(0.4% CNF),初始黏度由3.05 Pa·s(0% CNF)增大到最大值9.28 Pa·s(0.2% CNF),后减小至6.11 Pa·s(0.4% CNF),最大增稠黏度(ηm)由212.2 Pa·s(0% CNF)增加到最大值447.02 Pa·s(0.3% CNF),接着逐渐减小到273.51 Pa·s(0.4% CNF)。综合来看,添加CNF后体系的剪切增稠响应度全部提前,剪切增稠性能全部得到增强。在CNF质量分数为0.2%～0.3%时,综合增强效果最佳,因为其临界剪切速率小且最大增稠黏度大。图3为不同GO含量STF的稳态流变曲线。添加GO的体系仍具备剪切增稠性能,但随着添加的GO质量分数的增加,多相STF的临界剪切速率从7.16 s-1(0% GO)增加到14.52 s-1(0.15% GO),初始黏度由7.22 Pa·s下降到5.51 Pa·s(0.15% GO),最大增稠黏度由516.90 Pa·s(0% GO)减小到322.04 Pa·s(0.15% GO)。整体来看,体系的剪切增稠效果是随着GO含量的增加而减弱的。
图3为不同GO含量STF的稳态流变曲线。添加GO的体系仍具备剪切增稠性能,但随着添加的GO质量分数的增加,多相STF的临界剪切速率从7.16 s-1(0% GO)增加到14.52 s-1(0.15% GO),初始黏度由7.22 Pa·s下降到5.51 Pa·s(0.15% GO),最大增稠黏度由516.90 Pa·s(0% GO)减小到322.04 Pa·s(0.15% GO)。整体来看,体系的剪切增稠效果是随着GO含量的增加而减弱的。如图4所示,添加MWNT的STF体系仍具备剪切增稠性能,但随着添加的MWNT质量分数的增加,多相STF的临界剪切速率从4.48 s-1(0% MWNT)增大到14.48 s-1(0.3% MWNT),初始黏度由11.63 Pa·s下降到6.80 Pa·s(0.3% MWNT),最大增稠黏度由896.27 Pa·s(0% MWNT)减小到293.16 Pa·s(0.3% MWNT)。综上来看,STF体系的剪切增稠性能会被MWNT削弱。
【参考文献】：
博士论文
[1]剪切增稠液及其复合材料的制备与性能研究[D]. 秦建彬.西北工业大学 2017
本文编号：3346393
【文章来源】：北京服装学院学报(自然科学版). 2020,40(02)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含有不同第三组分的STF体系红外光谱图
图2为不同CNF含量STF的稳态流变曲线。添加CNF的体系和STF0一样都具备剪切增稠性能,且表现为非连续增稠(DST)现象。值得注意的是,随着CNF质量分数的增加,多相STF体系的临界剪切速率(γc)从29.33 s-1(0% CNF)先减小至9.50 s-1(0.2% CNF),后增大至11.98 s-1(0.4% CNF),初始黏度由3.05 Pa·s(0% CNF)增大到最大值9.28 Pa·s(0.2% CNF),后减小至6.11 Pa·s(0.4% CNF),最大增稠黏度(ηm)由212.2 Pa·s(0% CNF)增加到最大值447.02 Pa·s(0.3% CNF),接着逐渐减小到273.51 Pa·s(0.4% CNF)。综合来看,添加CNF后体系的剪切增稠响应度全部提前,剪切增稠性能全部得到增强。在CNF质量分数为0.2%～0.3%时,综合增强效果最佳,因为其临界剪切速率小且最大增稠黏度大。图3为不同GO含量STF的稳态流变曲线。添加GO的体系仍具备剪切增稠性能,但随着添加的GO质量分数的增加,多相STF的临界剪切速率从7.16 s-1(0% GO)增加到14.52 s-1(0.15% GO),初始黏度由7.22 Pa·s下降到5.51 Pa·s(0.15% GO),最大增稠黏度由516.90 Pa·s(0% GO)减小到322.04 Pa·s(0.15% GO)。整体来看,体系的剪切增稠效果是随着GO含量的增加而减弱的。
图3为不同GO含量STF的稳态流变曲线。添加GO的体系仍具备剪切增稠性能,但随着添加的GO质量分数的增加,多相STF的临界剪切速率从7.16 s-1(0% GO)增加到14.52 s-1(0.15% GO),初始黏度由7.22 Pa·s下降到5.51 Pa·s(0.15% GO),最大增稠黏度由516.90 Pa·s(0% GO)减小到322.04 Pa·s(0.15% GO)。整体来看,体系的剪切增稠效果是随着GO含量的增加而减弱的。如图4所示,添加MWNT的STF体系仍具备剪切增稠性能,但随着添加的MWNT质量分数的增加,多相STF的临界剪切速率从4.48 s-1(0% MWNT)增大到14.48 s-1(0.3% MWNT),初始黏度由11.63 Pa·s下降到6.80 Pa·s(0.3% MWNT),最大增稠黏度由896.27 Pa·s(0% MWNT)减小到293.16 Pa·s(0.3% MWNT)。综上来看,STF体系的剪切增稠性能会被MWNT削弱。
【参考文献】：
博士论文
[1]剪切增稠液及其复合材料的制备与性能研究[D]. 秦建彬.西北工业大学 2017
本文编号：3346393
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3346393.html
