一种具有高机械强度的磁流变弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及智能材料技术领域，具体为一种具有高机械强度的磁流变弹性体及其制备方法；本申请首先以羰基铁粉与羟基氧化铁为原料，并将其与(3

【技术实现步骤摘要】
一种具有高机械强度的磁流变弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及智能材料
，具体为一种具有高机械强度的磁流变弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]在近十几年里，随着科技的发展和人类的需求，智能材料成为了最引人注目的领域之一。磁流变弹性体主要由非磁性基体和磁性颗粒组成。在橡胶中加入磁性颗粒，则可通过磁颗粒相互作用和界面阻尼来实现额外的性能变化。此外，阻尼和刚度可以通过在制造或服役期间应用磁场来控制。由于其机械性能与磁流变性能可以通过外加磁场进行智能控制。如当磁场强度上升时，其磁流变效应表现为杨氏模量和剪切模量的显著增加。使其在汽车和飞机减震、武器、高铁等军事和民用领域有着广泛的应用前景。当然磁流变弹性体也面临很多技术瓶颈，比如磁流变效应不足以满足智能化应用的需求、铁粉的加入导致橡胶分子网络的破坏，从而使复合材料机械性能下降。这些问题产生的根本原因在于磁性粒子与橡胶基体的结合能力太差。磁性颗粒与基质之间的不相容性不仅会导致基质与颗粒之间的相互作用和润湿性较差，而且还会导致颗粒在基质中的分散性较差，从而导致低能量吸收，进而影响材料机械性能和粘弹性。因此需要一种方法来提高其相容性，以提升磁流变弹性体的各项性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于透明质酸的创口止血修复凝胶及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种具有高机械强度的磁流变弹性体，包括以下特征：按重量份数计，所述具有高机械强度的磁流变弹性体包括以下组分：90
‑
110份橡胶基体、200
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300份磁性基团，8
‑
12份分散剂、10份
‑
15份补强剂、7
‑
9份活性剂，2
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2.5份促进剂，5
‑
9份防老剂，1.5
‑
2份硫化剂、0.5
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0.7份塑解剂、4
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6份多层碳纳米管、13
‑
15份份增塑剂进一步的，所述橡胶基体为天然橡胶、氯丁橡胶中的任意一种；所述分散剂为环氧化棕榈油。
[0005]环氧化棕榈油作为分散剂对基于天然橡胶基的磁流变弹性体的影响较大。与传统的石油基分散剂相比，它不但可以提高填料分散性，还可以提高基质交联密度从而提高弹性体磁性能、拉伸强度和断裂伸长率。
[0006]进一步的，所述增强剂为软质碳黑，具体为快压出炉软质炭黑N550粒子；
[0007]所述多层碳纳米管为多壁碳纳米管层数大于10，其最内层碳管内径约1nm左右，长度约为0.5μm；
[0008]多壁碳纳米管具有高横纵比，区别于单壁碳纳米管，这种结构各项异性更强，强韧性更高。它可以使材料的机械强度大大增强，这种增强在压缩状态表现尤为突出。与软质炭黑N550粒子搭配共同作为补强剂，效果更加。
[0009]进一步的，所述活性剂为氧化锌与硬脂酸的混合物，其中所述氧化锌与硬脂酸的质量比为4：1；所述促进剂为促进剂CZ与DM的混合物，其中促进剂CZ与促进剂DM的质量比为3：1；所述防老剂为防老剂4010NA；所述硫化剂为硫磺；所述塑解剂为塑解剂P
‑
40；所述增塑剂为石蜡油。
[0010]进一步的，所述磁性基团为带氨基的羰基铁粉与氧化铁纳米棒的聚合物，由盐酸处理后的羰基铁粉和羟基氧化铁与(3
‑
氨丙基)三乙氧基硅烷发生聚合反应制得；
[0011]其中所述羰基铁粉粒径为2
‑
2.8μm，所述羟基氧化铁纳米棒长度为120
‑
180nm，直径为8
‑
12nm。
[0012]一种具有高机械强度的磁流变弹性体的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1.将羰基铁粉分散在盐酸溶液中，浸泡50
‑
70min后，过滤分离羰基铁粉并使用甲醇洗涤3
‑
5次后，真空干燥至恒重，将洗净的羰基铁粉与羟基氧化铁纳米棒混合，并分散至甲醇中，滴加(3
‑
氨丙基)三乙氧基硅烷，得到混合溶液，升温至55
‑
65℃，搅拌反应18
‑
30小时后，过滤分离反应聚合物，并使用纯净的甲醇洗涤3
‑
5次，真空干燥至恒重，得到磁性基团；
[0014]S2.将橡胶基体、活性剂和塑解剂混合，混炼4
‑
6分钟后，加入分散剂、磁性基团、多壁碳纳米管、增强剂，继续混炼10～15分钟；
[0015]S3.加入增塑剂、防老剂、促进剂、硫磺继续混炼4～6分钟，薄通下片得到混炼胶；将混炼胶在干燥阴凉处放置24小时后，再薄通2
‑
3次；硫化混炼胶，获得具有高机械强度的磁流变弹性体。
[0016]基团结构特征是以一种微米级磁颗粒为中心，并在其周围链接纳米级棒状磁性微粒。
[0017]进一步的，步骤S1中，所述盐酸溶液浓度为0.4
‑
0.6mol/L。该浓度盐酸可以很好的在羰基铁粉表面产生并激活羟基基团，活化其表面，从而便于与(3
‑
氨丙基)三乙氧基硅烷聚合。
[0018]进一步的，步骤S1中，所述羰基铁粉粒径为2
‑
2.8μm，所述羟基氧化铁纳米棒长度为120
‑
180nm，直径为8
‑
12nm。在此尺寸比例下不至于影响最佳磁性粒子浓度，又可以增加磁性粒子耦合相互作用，提高材料磁流变效应。
[0019]进一步的，按重量份数计，步骤S1中，洗净的羰基铁粉与羟基氧化铁纳米棒的质量比为(8
‑
12)：1。
[0020]进一步的，步骤S1中，混合溶液中，(3
‑
氨丙基)三乙氧基硅烷浓度为10
‑
20g/L。
[0021]进一步的，步骤S3中，硫化温度为140
‑
150℃，硫化压力为8
‑
12MPa。
[0022]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0023]1.多壁碳纳米管具有很好的增强效果、构成高效填料网络、其高纵横比和分散性提供了更高的刚度并改善压缩载核，使其作为减震器承重载荷与机械强度大大提高；
[0024]2.磁性基团与橡胶基体键合更强，两者结合情况优良，避免了结合界面出现空隙，有效降低了磁流变弹性体的伪塑性，软质炭黑的加入提高了磁流变弹性体的交联密度，二者协同作用下降低了磁流变弹性体应力软化效应。使其更可以被应用于实际工业需求；
[0025]3.各向同性磁流变弹性体制备方法较各向异性磁流变弹性体制备要简单许多，因为不需要在磁场下预结构化而使磁性颗粒形成链状结构，但其磁流变效应不够明显，故比
较难以有效应用。而磁性基团的加入有效提高了各向同性磁流变弹性体磁流变效应，很大程度的解决了这一难题；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高机械强度的磁流变弹性体，其特征在于：按重量份数计，所述具有高机械强度的磁流变弹性体包括以下组分：90
‑
110份橡胶基体、200
‑
300份磁性基团，8
‑
12份分散剂、10份
‑
15份补强剂、7
‑
9份活性剂，2
‑
2.5份促进剂，5
‑
9份防老剂，1.5
‑
2份硫化剂、0.5
‑
0.7份塑解剂、4
‑
6份多层碳纳米管、13
‑
15份份增塑剂。2.根据权利要求1所述的一种具有高机械强度的磁流变弹性体，其特征在于：所述橡胶基体为天然橡胶、氯丁橡胶中的任意一种；所述分散剂为环氧化棕榈油。3.根据权利要求1所述的一种具有高机械强度的磁流变弹性体，其特征在于：所述补强剂为软质碳黑；所述多层碳纳米管为多壁碳纳米管层数大于10，其最内层碳管内径约1nm左右，长度约为0.5μm。4.根据权利要求1所述的一种具有高机械强度的磁流变弹性体，其特征在于：所述活性剂为氧化锌与硬脂酸的混合物，其中所述氧化锌与硬脂酸的质量比为4：1；所述促进剂为促进剂CZ与DM的混合物，其中促进剂CZ与促进剂DM的质量比为3：1；所述防老剂为防老剂4010NA；所述硫化剂为硫磺；所述塑解剂为塑解剂P
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40；所述增塑剂为石蜡油。5.根据权利要求1所述的一种具有高机械强度的磁流变弹性体，其特征在于：所述磁性基团为带氨基的羰基铁粉与氧化铁纳米棒的聚合物，由盐酸处理后的羰基铁粉和羟基氧化铁与(3
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氨丙基)三乙氧基硅烷发生聚合反应制得；其中所述羰基铁粉粒径为2
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2.8μm，所述羟基氧化铁纳米棒长度为120
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18...

【专利技术属性】
技术研发人员：李义，刘天宝，韩奇钢，王绍强，李咏琪，梁策，
申请(专利权)人：长春大学，
类型：发明
国别省市：