聚氨酯基磁流变弹性体的制备及表征

论文摘要

磁流变弹性体是磁流变材料的一个新分支,它兼有磁流变液、磁性橡胶和弹性体的优点,又克服了磁流变液易沉降、稳定性差、颗粒易磨损等缺点,已成为磁流变材料研究的一个热点。但是,目前磁流变弹性体的抗氧化性差,磁流变效应低,离实际应用还有较大的距离。本文的目的是探索一种新的改善磁流变弹性体抗氧化性,提高磁流变效应的方法,制备高稳定性、高抗氧化性、高磁流变效应的磁流变弹性体。具体思路是设计合成一种新型的螯合型表面改性剂—N-聚醚基乙二胺三乙酸（PED3A）,它既有络合基团,又有与聚氨酯相亲的聚醚基团,用其对羰基铁粉表面进行改性,制备复合磁性粒子和聚氨酯磁流变弹性体。通过分析螯合型表面改性剂和复合磁性粒子的FT-IR、SEM、XRD、VSM、TG-DSC、凝胶色谱和表面接触角,对产物进行了表征,结果表明:成功制备出了螯合性表面改性剂PED3A;PED3A能够均匀地包覆在羰基铁粉表面,形成了有机/无机复合磁性粒子,制备的复合磁性粒子具有优良的软磁性能、抗氧化性能,以及与聚醚的良好相容性。通过加速老化试验、高倍光学显微分析、动态力学性能分析表征了磁流变弹性体的抗氧化性和磁流变性能。结果表明:制得的聚氨酯基磁流变弹性体的抗氧化性能得到改善,磁流变效应得到提高。本文的研究结果表明,用螯合性表面改性剂改性磁性粒子表面,制备复合磁性粒子,可以提高磁性粒子与磁流变弹性体的相容性,以此制备的磁流变弹性体的抗氧化性和磁流变效应都得到提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 磁流变液与磁流变泡沫
• 1.3 磁流变弹性体
• 1.3.1 磁流变弹性体的制备
• 1.3.2 磁流变弹性体的组成
• 1.3.3 磁流变弹性体的组成对性能的影响
• 1.3.3 磁流变弹性体的工作模式及作用机理
• 1.3.4 磁流变弹性体研究进展
• 1.4 磁流变弹性体的应用
• 1.4.1 汽车减震—可变刚度的轴衬
• 1.4.2 可调频式吸振器
• 1.4.3 主动减噪系统
• 1.5 磁性粒子的改性
• 1.6 选题目的与主要内容
• 第二章 PED3A的制备及表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂与仪器
• 2.2.2 实验步骤
• 2.2.3 表征及性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 合成方案优化
• 2.3.2 红外光谱分析
• 2.3.3 高效液相色谱分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 PED3A@Fe复合粒子的制备及表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料及仪器
• 3.2.2 实验步骤
• 3.2.3 结构表征及性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 复合粒子的形成及形貌
• 3.3.2 复合粒子的红外光谱分析
• 3.3.3 复合粒子的XRD分析
• 3.3.4 复合粒子的磁性能分析
• 3.3.5 复合粒子的表面润湿性能分析
• 3.3.6 复合粒子的化学稳定性分析
• 3.3.7 复合粒子的热分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 聚氨酯基磁流变弹性体的制备及性能测试
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 实验步骤
• 4.2.3 性能测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 粒子表面化学改性对磁流变效应的影响
• 4.3.2 粒子含量对磁流变效应的影响
• 4.3.3 外加磁场对磁流变效应的影响
• 4.3.4 抗老化性能研究
• 4.4 结论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢