Magnetoreologické systémy s optimalizovaným výkonem

Abstract

Materiály reagující na vnější fyzikální pole nepochybně patří mezi atributy moderní společnosti, jelikož nabízejí sofistikovaná řešení pro mnoho technických potřeb. V tomto ohledu je velký potenciál přisuzován magnetoreologickým (MR) systémům, které jsou složeny z feromagnetických mikročástic dispergovaných v nemagnetické nosné kapalině nebo elastomerní matrici. Hlavním charakteristickým rysem těchto systémů je tzv. MR efekt, což je jejich schopnost rychle, vratně a řízeným způsobem měnit své reologické/viskoelastické vlastnosti v přítomnosti vnějšího magnetického pole. Předkládaná doktorská práce je věnována vývoji nových MR systémů s regulovatelným výkonem a zvýšenou stabilitou, čehož je dosaženo pomocí pokročilé technologie využívající roubování polymeru na povrch částic. Důraz je kladen na návrh a syntézu feromagnetických částic typu jádro-obal pomocí kontrolované radikálové polymerace s přenosem atomu (ATRP). Použitím různých reakčních podmínek tato technika umožňuje připravit žádaný polymerní obal s definovanou strukturou, molekulovou hmotností a tloušťkou. Jak známo, kvalita polymerního obalu hraje hlavní roli zajišťující stabilitu částic, ale také významně ovlivňuje výkon jak MR suspenzí, tak i MR elastomerů. Částice syntetizované v rámci této doktorské práce vykazují značně zvýšenou termo-oxidační a chemickou stabilitu bez nežádoucího ovlivnění jejich magnetizace. Tuto kombinaci vlastností je v současné době velmi obtížné dosáhnout pomocí konvenčních technik modifikace. Vylepšení prezentovaná v této tezi umožňují významně zvýšit sedimentační stabilitu MR suspenzí s nepatrným snížením MR efektu MR suspenzí. Inkorporace polymerem roubovaných částic připravených pomocí ATRP do vhodně zvolené elastomerní matrice může zlepšit mezifázovou kompatibilitu a dokonce zintenzivnit relativní MR efekt u výsledných MR elastomerních systémů. Získané MR elastomery jsou navíc charakteristické zlepšenou magnetostrikcí a tlumícími schopnostmi. Jak je prezentováno v této doktorské práci, speciálně navržené struktury typu jádro-obal připravené z povrchu iniciovanou ATRP se mohou uplatnit ve vývoji následující generace MR systémů s vhodně uzpůsobenými vlastnostmi přímo pro konkrétní aplikaci, čehož nebylo možné dosáhnout pomocí konvenčních metod. S ohledem na potenciální aplikace je očekáváno uplatnění výsledků v řadě odvětví včetně automobilového a stavebního průmyslu, obzvláště při vývoji bezemisních MR brzd nebo semiaktivních MR uložení mostů potlačujících jejich degradaci.