Effect of the Dispersion Medium Viscosity on the Electrorheological Behavior of Halloysite Suspensions in Polydimethylsiloxane

Abstract

Исследовано электрореологическое поведение суспензий галлуазита в полидиметилсилоксане с кинематической вязкостью 50, 100 и 400 сСт, концентрация наполнителя составляла 4 и 8 масс.%. Исследуемые суспензии являются электрореологическими жидкостями: под действием электрического поля все образцы проявляют вязкоупругие свойства, и значения предела текучести существенно возрастают. Изменение реологического поведения суспензий связано с образованием протяженных колончатых структур из частиц наполнителя вдоль силовых линий электрического поля. В работе изучена зависимость интенсивности электрореологического эффекта от напряженности электрического поля, концентрации наполнителя и вязкости дисперсионной среды. Показано, что значения предела текучести увеличиваются с возрастанием напряженности электрического поля и концентрации наполнителя. Выявлено, что в рамках точности эксперимента значения предела текучести не зависят от вязкости дисперсионной среды при фиксированной концентрации и напряженности электрического поля. Также была оценена седиментационная устойчивость суспензий. Скорость осаждения частиц галлуазита ниже в суспензиях на основе более вязких масел, что в первом приближении согласуется с формулой Стокса. Величина равновесного седиментационного отношения -высоты коллоидной фазы к общей высоте столба жидкости, зависит от концентрации наполнителя и оказывается выше для суспензий с большим содержанием частиц. Выявлен не монотонный характер зависимости относительной эффективности суспензий от вязкости дисперсионной среды для 8 масс.% суспензий. Показано, что комбинация трех параметров: вязкости дисперсионной среды, концентрации наполнителя и напряженности электрического поля позволяет получать электрореологические жидкости с заданными, прогнозируемыми свойствами.