成分比例和温度调控对剪切增稠液流变性能的影响

以粒径为350 nm的二氧化硅和聚乙二醇200为原料,通过球磨的方式将不同比例的二氧化硅和聚乙二醇进行充分混合后得到剪切增稠液,并从剪切应力、剪切速率与黏度方面分析剪切增稠液的流变特性,研究二氧化硅质量分数和温度对黏度的影响.结果表明,在一定范围内,随着纳米二氧化硅含量增加和温度的降低,剪切增稠液的整体黏度逐渐增加,临界剪切速率逐渐减小,更易触发剪切增稠机制.     

减阻型纳米二氧化硅流体的流变性分析

采用流变仪等方法测试了自主研发的减阻型纳米流体HNFⅢ的流变性,研究分析了纳米SiO_2颗粒浓度(质量分数0.002 5%~0.20%)、剪切速率和温度等参数对HNFⅢ流变性的影响规律,以及HNFⅢ的剪切增稠机理。结果表明:HNFⅢ的黏度随纳米SiO_2颗粒浓度的增加而升高;剪切速率低于临界剪切速率值γ0时,纳米流体的黏度几乎不变,而一旦超过γ0,黏度快速升高,具有明显的剪切增稠特性,并且低浓度的纳米流体黏度上升更快,导致了不同浓度的纳米流体黏度出现汇聚的特征;同时,临界剪切速率γ0随温度升高而减小,随浓度升高而增大。实验得到了纳米液HNFⅢ的本构方程,显示其属于膨胀性流体。重复测试和双向剪切测试表明,剪切增稠具有良好的可逆性,满足"粒子簇"理论。     

高吸水性树脂增稠体系流变学性能的研究

以高吸水性树脂为增稠剂,测定了增稠体系的粘度与剪切速率之间的关系。通过回归分析,比较高吸水性树脂增稠体系,“７０４”和“７５”型灭火剂的流变学性能。实验发现,高吸水性树脂增稠体系的流变学性能优于“７０４”和“７５”型灭火剂。     

智能磁-率控式阻尼器的设计与仿真

为了解决建筑结构振动的问题,基于磁流变-剪切增稠材料设计一种智能磁-率控式阻尼器;通过对阻尼器的阻尼力模型进行研究,结合磁流变-剪切增稠材料的磁流变特性和剪切增稠特性,设计智能磁-率控式阻尼器的结构形式和磁路结构.结果表明:主、副缸筒内填充磁流变-剪切增稠液具有磁敏和率敏双重特性;主活塞采用双层活塞杆实现永磁磁场可调,...     

挤压、剪切作用在增稠现象中的作用研究

学者们一般认为浓厚颗粒悬浮液的稠化现象与颗粒间的剪切作用有关,然而有研究者发现,在冲击试验中,颗粒间的挤压作用可能是悬浮液的稠化主要原因。为了区分挤压和剪切行为在浓厚颗粒悬浮液稠化现象中的作用,本文设计了拖球、拖片的对比试验,并且考虑了围压及加载速率的影响。研究结果表明,在稠化过程中,颗粒间的挤压作用占据了主导地位,即颗粒间的挤压作用比剪切作用更容易造成浓厚悬浮液的增稠。围压的存在会影响挤压和剪切的作用力,围压的增大对增稠现象有明显的促进作用;相比于剪切作用,挤压作用对加载速率的促进作用更加敏感。     

挤压、剪切作用在增稠现象中的作用

一般认为浓厚颗粒悬浮液的稠化现象与颗粒间的剪切作用有关,然而有研究者发现,在冲击试验中,颗粒间的挤压作用可能是悬浮液的稠化主要原因。为了区分挤压和剪切行为在浓厚颗粒悬浮液稠化现象中的作用,设计了拖球、拖片的对比试验,并且考虑了围压及加载速率的影响。研究结果表明,在稠化过程中,颗粒间的挤压作用占据了主导地位,即颗粒间的挤压作用比剪切作用更容易造成浓厚悬浮液的增稠。围压的存在会影响挤压和剪切的作用力,围压的增大对增稠现象有明显的促进作用;相比于剪切作用,挤压作用对加载速率的促进作用更加敏感。     

氰基丙烯酸乙酯胶粘剂增韧增稠改性

通过加入不同相对分子质量的PMMA、PBMA和PIBMA,以考察其对α-氰基丙烯酸乙酯拉伸剪切强度、剪切冲击强度和增稠性能的影响.结果表明,加入量为15%～20%,相对分子质量为10万的PIBMA作为α-氰基丙烯酸乙酯的增韧增稠改性剂的效果较为显著.     

磁性剪切增稠复合材料的制备及其磁力耦合特性研究

通过将钕铁硼(NdFeB)颗粒分散到剪切增稠胶(S-ST)中,研发出具有优异的预磁化增强(Pre-Magnetized Enhanced,PME)和剪切增稠效应的双重刺激响应剪切增稠复合材料(Dual-Stimuli-Responsive Shear Stiffening Polymer Composite,DSR-SST).当外界剪切频率从0.1 Hz增加到100 Hz时,DSR-SST的储能模量(G′)从10~2Pa增加到106Pa,显示明显的剪切增稠效应.同时,该多功能DSR-SST材料的力学性能也可通过剪切频率和外界磁场进行调控.更重要的是,具有高剩磁特性的DSR-SST表现出优异的PME效应,材料在经1200 mT磁场短暂预磁化处理后,其G′可从1.64 MPa定向增大到2.34 MPa.DSR-SST还表现出理想的循环稳定性能.研究结果表明,NdFeB颗粒的高剩磁性以及颗粒链的形成是导致该多功能材料特殊力学性能的主要原因,DSR-SST材料具有良好的循环稳定性、可塑性和黏弹性,因而在人体防护和阻尼减震等领域具有重要的应用前景.     

聚合物聚醚多元醇流变曲线的数据分析

以苯乙烯和丙烯腈在聚醚多元醇介质中分散聚合制备了聚合物聚醚多元醇．测定了聚合物聚醚多元醇中粒子大小和体系的流变曲线．聚合物聚醚多元醇的流变曲线呈现“剪切增稠→剪切变稀”的非牛顿特性．用Gillespie公式对流变曲线进行了数据分析，由此计算出各聚合物聚醚多元醇的η^*，Ф表观和3种聚合物聚醚多元醇中粒子间相对“键合”能．     

水性聚氨酯分散体的绿色增稠流变剂——纳米纤维素晶须

涂料助剂的绿色化是涂料绿色化的关键之一,制备并表征水性聚氨酯分散体的新型、绿色增稠流变二合一助剂:纳米纤维素晶须悬浮液.研究纳米纤维素晶须的含量、温度对其悬浮液黏度的影响,考察了悬浮液的Ostwade幂方程模型,发现其具有增稠和触变作用.比较不同条件下在水性聚氨酯分散体中加入纳米纤维素晶须悬浮液后纳米纤维素晶须的含量、温度对混合悬浮液黏度的影响,纳米纤维素晶须的加入能降低混合悬浮液体系的粘流活化能、增加混合悬浮液体系的触变性.研究表明纳米纤维素晶须对水性聚氨酯分散体具有增稠和触变作用,能降低体系粘流活化能,增加触变度,是一种新型的、非石油的、生物高分子的精细化工功能助剂.     

剪切增稠抛光加工Si_3N_4陶瓷的试验研究

基于剪切增稠抛光(STP)的加工原理分析Si3N4陶瓷超精密加工的控制策略,考察所制备的含有立方氮化硼(CBN)磨粒的剪切增稠抛光液的流变行为,分析工件抛光前后表面形貌变化及表层应力状态,研究其抛光特性.结果表明:抛光液具有可逆的剪切增稠与稀化效应,可达到STP加工工艺用抛光液的要求;改变磨粒粒径,可以控制Si3N4加工效率与表面质量,且材料去除量和表面粗糙度的理论值能够反映试验值的变化;STP加工Si3N4为持续微切削的"柔性抛光",初期为脆性剪切、粘着磨损去除,后期为塑性去除;当磨粒粒径达到纳米级时,表层应力状态由初始残余拉应力变为压应力,说明STP不仅能高效去除原有表面损伤层而且新引入的损伤小;随着抛光时间的延长,去除量先快速增大而后趋缓;抛光90 min后,去除率由初期的5.00~2.40μm/h降至3.24~2.04μm/h,表面粗糙度Ra由108.9~111.1nm降至22.0~10.7nm;抛光150min后,Ra可降至9.6~7.2 nm,实现了Si3N4陶瓷粗抛后的精密抛光.     

防弹衣式新型磨具磨削特性研究

针对高能束流增材制造零部件的加工质量要求,设计了一种基于剪切增稠磨料体系与Kevlar经编间隔织物的新型柔性复合磨具——防弹衣式新型磨具.以选区激光熔融镍合金Inconel 718为加工对象,搭建试验平台进行磨削加工试验,研究了新型磨具的磨削特性和磨损特性,分析了磨削前后工件表面的形貌变化与表面粗糙度变化.结果表明:加...     

聚丙烯酰胺溶液的地下流变特征

通过室内物理模拟方法,利用岩心流动实验装置,研究了不同分子量、浓度的聚合物溶液通过不同渗透率的多孔介质流变特性。实验结果显示聚丙烯酰胺溶液在多孔介质中呈现剪切变稀主剪切增稠的双重流变特性,其临界流速随分子量、浓度的增加而减小,随渗透率增大而增大。在剪切增稠区,流变性满足幂律模型,而且流变行为指数仅仅是聚合物本身性质参数的函数,而与渗透率无关。这一结果认为在聚合物驱的注入井附近地带将导致附加压降,影响聚合物的注入性能。     

分散介质和温度对SiO2分散体系流变性能的影响

用应力控制流变仪考察了不同分散介质乙二醇（EG）、丙二醇（PG）、丁二醇（BG）以及温度对SiO2分散体系流变性能的影响.实验结果表明：以不同分散介质制得的分散体系都具有可逆的剪切变稀和剪切增稠现象,且在所研究的应力范围内,体系中耗能模量C＂都大于储能模量G＇,体系主要表现为粘性;在剪切变稀区,G＇明显减小,其中EG体系的G＇减小最明显,PG体系次之,BG体系G＇减小最少,而G＂基本保持不变;在剪切增稠区,G＇和G＂都随着应力的增大而增大.用＂粒子簇＂生成机理能较好地解释这种流变现象,即：剪切变稀与体系中连续空间网络结构的破坏有关,而剪切增稠则是流体作用力促使不稳定的＂粒子簇＂的生成所致;分散介质粘度大的体系,对应的临界剪切应力σc反而小,在频率扫描中,临界频率ωc也具有相同的变化规律;改变温度并不会改变体系的σc和流变曲线的变化趋势,但曲线会上下平移.     

剪切增稠液流变性能及其复合材料动态冲击压缩性能

制备二氧化硅质量分数为23%的二氧化硅/聚乙二醇剪切增稠液(STF),采用流变仪测试STF的稳态和动态流变性能.将STF与经编间隔织物(WKSF)复合后,测试其动态冲击压缩性能.研究结果表明,在低剪切速率作用下,STF出现剪切变稀现象,达到临界剪切速率后,出现增稠现象.在动态冲击压缩下,STF-经编间隔织物复合材料与纯经编间隔织物表现出不同的压缩性能,纯经编间隔织物在压缩过程中存在弹性阶段和压实阶段,STF-经编间隔织物复合材料则表现为均一弹性模量压缩.相比于纯经编间隔织物,STF-经编间隔织物复合材料变形较小,在相同形变时吸收的能量较多.     

纳米流道内液体特性的分子动力学研究

以非平衡分子动力学方法研究了纳米流道内液体的流动特性,重点探讨上壁面以不同剪切速度运动,下壁面保持静止且在其附近的温度保持相对稳定时,两壁面间液体分子的运动特性及作用机理.模拟获得了不同剪切速度下流体的速度分布、密度分布及温度分布,并分析了速度滑移率、密度分布和最高温度与剪切速度之间的关系.研究结果表明,随着剪切速度的增加,两固体壁面间液体靠近运动平板处的温度呈线性增加,在距离运动壁面0.8倍分子直径范围之内存在着明显的滑移现象,而在这个区域之外,液体分子的速度基本呈线性变化,纳米流道内液体分子密度的非均匀分布和有序化排列结构不受剪切速度的影响,平均剪切应力随着剪切速度的增加而不断增加.     

喷射混凝土新型增稠速凝剂研究

不同水泥的增稠对比试验表明：喷射混凝土新型增调速凝剂（IVA）具有良好的增稠效果经扫描电镜的观察分析,其增稠原理是IVA分子的吸附“架桥”和液相膜空间网络综合作用;不同水泥、不同水灰比时凝结时间测定表明IVA具有良好的速凝适应性;强度试验证实IVA对水泥各龄期强度发展有利;在矿山巷道的应用表明IVA能明显减少喷射混凝土回弹．图3,表4,参4     

α-氰基丙烯酸乙酯粘合剂的改性研究

用氰乙酸乙酯和甲醛为原料合成了α-氰基丙烯酸乙酯,考察了合成反应工艺条件对产率的影响.对α-氰基丙烯酸乙酯的增韧和增稠改性研究工作做了初步的探索.结果表明,改性后的胶粘剂有较高的拉伸剪切强度和冲击剪切强度.     

新增稠剂的增稠性能比较

本文测定了我国目前出现的一些新型增稠剂在以ＡＥＳ为主的液体洗涤剂中的增稠性能。对两种氧化脓和尼纳尔的增调性能进行了比较，测定了三类高分子增调剂与尼纳尔的协同增调性能。     

PBT复合材料的剪切稠化现象

当PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）中加入PTW（乙烯-丙烯酸丁酯甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物）和GF（玻璃纤维）后,在较低的剪切速率下都可以观察到剪切稠化现象。但两者产生稠化的机理不同：PBT／PTW体系中剪切稠化具有较好的可逆性;而PBT／GF体系中稠化只是初始的相形态引起的粘度变化,当玻璃纤维的取向调整到与流动方向一致时,不会有稠化产生。实验还发现：当PTW和GF同时加入PBT中,剪切稠化现象也会变弱。