Vliv modifikace částic na účinnost elektroreologických kapalin

Abstract

Elektroreologický (ER) efekt je jev, který můžeme popsat jako rychlou, vratnou změnu struktury a reologických vlastností kapalin po aplikaci vnějšího elektrického pole. Tento efekt je ovlivněn složením ER kapaliny, která se skládá z kapalné kontinuální fáze, z tuhé disperzní fáze a přísad. Principem ER chování suspenze je změna struktury a elektroreologických vlastností (viskozita, prahové napětí, smykové moduly ) vlivem elektrického pole o vysoké intenzitě (kV.mm-1). Částice se polarizují a vytvářejí řetízky, což způsobuje zvyšování odporu vůči toku, tj. viskozity. Po vypnutí elektrického pole se částice vracejí do neuspořádaného stavu. Tyto kapaliny se řadí mezi tzv. inteligentní materiály a ačkoliv nabízí velký potenciál pro aplikaci v průmyslu (např. pro tlumiče, spojky, brzdy, stimulátory ) základní principy a hlavní problémy jako sedimentace, relativně nízká účinnost ER kapalin nebyly doposud zcela objasněny. Řešení těchto problémů by mohlo spočívat ve využití nanočástic jako disperzní fáze ER kapalin, které poskytují vyšší účinnost a stabilitu než doposud studované systémy. Předkládaná disertační práce se zabývá možnou aplikací nanočástic v ER suspenzích s cílem dosáhnout silného ER efektu. Byly připraveny nové účinnější ER systémy obsahující různě upravené (polyanilin, močovina) nanočástice (BaTiO3, silika), mikročástice (kopolymer glycidyl metakrylátu s etylen dimetakrylátem), a dále jejich ER efekt byl zvýšen přidáním malého množství polární přísady (N, N - dimethylformamid). Studie také zkoumá vlivy modifikace částic na electroreologické, viskoelastické, elektrické a dielektrické vlastnosti. Obecně lze říci, že povrchová úprava nanomateriálů zlepšuje polarizovatelnost a do značné míry ovlivňuje intenzitu elektroreologického efektu.