类石墨烯硫化钼/聚苯乙烯复合材料的制备及电流变性能研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liouwanji
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电流变液是一种其流动形态在外加电场下可以实现流体形态向固体形态转化的智能液体,在工程机械领域具备广泛的应用前景。在近年来出现的电流变液研究中,大多是采用氧化石墨烯(GO)复合材料作为电流变材料,例如GO-PS、GO-Ti02等复合材料,然而此类复合材料的电流变性能仍有待提高。另一方面,使用石墨烯类材料,由于其自身零能带隙的特点,使得该类电流变液材料的电流变性能可调性不好,且对于石墨烯类、类石墨烯材料作为电流变材料的电流变性能机理研究也有待进一步探索。本文采用制备简单,改性容易的聚苯乙烯(PS)为材料的核心部分,通过对PS表面改性,包覆具备高能带隙半导体结构的类石墨烯二硫化钼(MoS2),制备出不同类型的MoS2-PS核壳结构复合材料并将其制备成电流变液,对所制备的不同电流变液分别进行电场强度、粒径、MoS2包覆浓度、PS表面基团、结构等影响因素进行机理分析,目的是通过研究其机理,获得电流变性能更为优异的电流变材料。主要内容如下:通过乳液聚合、无皂乳液聚合、分散聚合三种不同的聚合方法分别制备出了0.5、1、3、5、7 um五种不同粒径的PS微球,其中对5 um粒径PS小球进行了表面基团改性,利用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对所有粒径以及所有表面带有功能基团的PS小球改性后,分别取1 g包覆250、500、750、1000 ml MoS2分散溶液,研究了(1)固定MoS2包覆含量,改变PS粒径后核壳结构小球的电流变效应变化;(2)固定PS粒径、改变MoS2包覆含量后核壳结构小球的电流变效应变化;(3)固定PS粒径与MoS2包覆含量,改变PS表面基团的核壳结构小球的电流变效应变化,并分析了其中的机理。以及根据以上实验结果作为参考,研究了三种不同包覆结构的MoS2-PS核壳小球的电流变性能并分析了其中的机理:(1)替代物理静电吸引MoS2生成MoS2-PS核壳小球的方法,采用在PS表面原位反应生成MoS2形成MoS2-PS核壳小球;(2)与非交联PS相比较,交联PS表面通过物理静电吸引MoS2生成MoS2-PS核壳小球;(3)使用双子表面活性剂代替CTAB起连接作用结合MoS2和PS生成MoS2-PS核壳小球。结果如下:(1)由于大粒径小球在电场下形成较多的极化电荷,使得大粒径MoS2-PS微球相较于小粒径有更好的电流变效应。然而,当粒径到1 um(微米级)后,电流变效应增大的幅度变小,主要是由于相同包覆浓度MoS2,PS粒径越大,表面层状MoS2越少,储存极化电荷的能力有所束缚,限制了电流变效应再增加PS粒径继续增大。(2)相同PS粒径,MoS2包覆浓度增加,使得可极化电荷的储存量得以增加,从而增加了其整体的电流变效应。有趣的是,在电流变测试中,不同电场强度下都会形成一个改变MoS2包覆浓度,整体的电流变效应上升的突变,这主要是取决于MoS2的半导体结构。不同包覆浓度的MoS2-PS微球会对不同电场强度产生最佳的响应,足以可见半导体结构MoS2与氧化石墨烯相比,在电流变领域体现出更加优异的可调性能。(3)相同条件下,分别对PS小球表面接枝不同基团,磺酸基、羧基、氨基、硝基,分别包覆等量MoS2后制备成带有不同表面基团的电流变材料。由电流变测试发现,四种基团都有增加PS的可极化性,使得MoS2-PS微球在电场下产生更多的极化电荷,并且其增加大小也与四种基团的极性大小相关。基团极性大小:磺酸基>羧基>氨基>硝基,相应的电流变性能:MoS2-磺酸基PS微球>MoS2-羧基PS微球>MoS2-氨基PS微球>MoS2-硝基PS微球,足以说明材料的电流变效应与材料的极性密切相关。(4)相比用CTAB改性的PS,相同条件下制备了用双子表面活性剂改性的PS,包覆等量MoS2后,体现了更好的电流变性能;相比于纯PS,相同条件下制备了交联PS,包覆等量MoS2后,相较于纯PS体现了更好的电流变性能;相比物理方法包覆MoS2,在PS表面直接反应生成MoS2后形成的核壳小球,新型结构MoS2-PS微球表现出了更好的电流变效应。
其他文献
2011年“国家审计与国家治理”这一崭新命题由中华人民共和国审计署审计长刘家义首次提出,该命题进一步明确了国家审计的本质:是国家治理体系中重要的免疫系统,并以民主法治
<正>一、明确目标,加工教材 本课的难点是对小数的性质这一概念的理解,小数性质的应用是本课的重点,教学目标有:①初步理解小数的基本性质,并应用性质化简和改写小数。②运用
为了解决车货匹配双方以不确定语言评价表征属性信息的最优匹配问题,提出了一种基于加权不确定语言Bonferroni平均(Weighted uncertain linguistic Bonferroni mean,WULBM)算
随着全球化的迅速发展,跨文化交流愈加频繁,这对中学生的跨文化交际能力的培养提出了更高的要求。2003年,教育部颁布了《高中英语新课程标准》,新标准首次提出文化意识,强调
目的分析临床医护人员在微生物标本采集过程中存在的问题,采取相应干预措施,提高微生物标本送检质量,确保检验结果的准确性。方法采用自行设计的问卷对某院19个临床科室(不包
苔藓植物貌不惊人,常为人们所忽略,当今亦少见对苔藓植物的文学研究。事实上,在中国古代文学的植物题材和意象系统中,苔藓植物是一个重要的组成部分。从魏晋南北朝时期,苔藓
介绍了用手工钨极氩弧焊方法,在一般的工作环境下利用自行设计制造的局部氩气保护工装系统对薄壁钛合金导管进行焊接,生产出符合工作要求优质接头的工艺过程。局部氩气保护工
数列极限理论在数学分析、高等数学中占有重要的地位,求数列极限的方法也是多种多样的,但也有许多数列的极限用一般教科书上的方法是很难求出结果的,或者根本就无法求解,但对于某
1991~1997年共施行腹腔镜胆囊切除术(LC)11654例,其中发生严重并发症116例(10%),死亡6例(005%)。大宗病例证明,LC与OC(开腹手术胆囊切除)比较总体并发症发生率和手术死亡率并无增加。目前,LC已成为多数有症状的胆囊结石
<正>铜管乐器的材料一般以黄铜为主,乐器在长时间使用或发生其他意外跌落后会使表面镀层脱落,造成空气氧化或由于焊接连接件脱焊使得乐器表面被损,影响整体铜管乐器美观,铜管