将含氨基、乙烯基等官能团纳米二氧化硅与各种不同的官能低聚硅氧烷反应,或者通过含氨基、乙烯基等官能团纳米二氧化硅与二氧化钛、稀土金属羧酸盐等化合物复合,再与各种不同的官能低聚硅氧烷进行原位反应,可制得高分子侧链连接可极化纳米尺寸颗粒且具有较好的稳定性能的智能液体材料。该材料在电场作用下会因为瞬时极化作用或者瞬时物理交联而产生明显的黏度、剪切应力、蠕变柔量、复模量等指标的变化,甚至产生液固相变。围绕该液体材料的高稳定性和高响应性的目标,本课题从四个方面开展了相关工作并取得了预期的成果。一、氨基复合纳米粒子/氨基聚硅氧烷/甲基硅油ERF制备及性能研究首先选择氨丙基三乙氧基硅烷在酸缩合条件下得到一定尺寸的氨基化纳米二氧化硅,然后利用其表面性质与氨基低聚硅氧烷在一定条件下作用,再按照一定的质量比例分散于甲基硅油中,配置得到ERF。论述了粒子形成条件的影响因素,通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)等表征了粒子的相关性质。利用旋转流变仪测试并讨论了稳态剪切模式下温度、浓度、电场强度等对材料响应特性的影响,同时采用比较法评价了材料的稳定性能。二、纳米微粒接枝乙烯聚硅氧烷ERF研究及稀土元素的增效作用利用对纳米级的二氧化硅表面改性,控制其表面一定比例的不饱和双键,在一定条件下与乙烯基低聚硅氧烷引发接枝,同时通过二氧化钛以及稀土羧酸盐等化合物的复合,从而得到较为稳定的液体。采用热重分析(TG)、元素分析测试了有机组分的含量,利用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)等手段分析了反应前后的官能团、样品微观形貌等的变化。在旋转流变仪上对材料的稳态剪切行为和动态振荡响应作出了分析,讨论了电场强度、稀土元素的种类和含量的影响,并推测了稀土元素在极化过程中的作用和规律。比较法测试发现,该材料的稳定性能比较良好。三、羟基硅油/乙烯纳米SiO2/羧酸稀土原位反应ERF制备及性能研究通过纳米二氧化硅、乙烯硅烷偶联剂、稀土金属羧酸盐的官能化反应,然后在一定条件下与羟基低聚硅氧烷引发进行原位反应,得到一定质量比例的ERF。通过相对介电常数仪测定相关样品的相对介电常数的变化情况,这与所制备得到ERF产物的特殊结构密切相关。通过旋转流变仪研究了该ERF的动态粘弹性行为,分析了材料的蠕变回复行为和强制振荡过程的响应行为,发现实验中该ERF可在电场条件下实现液固相转变,同时讨论了电场强度、施加外应力、扫描频率等对响应行为的影响。比较法和透光法测试发现,该ERF具有高稳定性。通过冷冻蚀刻法TEM观测了样品的微观形貌。四、电流变液的可变阻尼对系统振动的影响及其特性模型的建立本部分研究了电流变体的振动响应性,分析了通过控制电场强度调节系统的阻尼过程。通过相关实验对电流变液在正弦激励下的阻尼特性进行了研究,讨论了ERF的位移幅频特性曲线并模拟建立特性模型方程,以从应用的角度设计可控阻尼振动系统。随着电流变液的发现与应用,可以利用电流变液的粘度随外加电场的变化而变化的这种性质,特别是在各种自动控制系统中,通过控制电场强度来控制振动特性,从而设计出可控阻尼振动系统。