[發(fā)明專利]一種磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710423784.2
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107059154A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙玉來;侯琳熙;孫慶;江獻財
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: D01F6/94
• 分類號: D01F6/94;D01F1/10;H01F1/44
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊,李翠娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁流變液的制備領(lǐng)域，具體涉及一種磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維的制備方法。

背景技術(shù)

磁流變液是一類具有磁流變效應(yīng)的新型智能材料。在外加磁場作用下，磁流變液的流變性質(zhì)會發(fā)生突變，可以在毫秒內(nèi)由流體態(tài)轉(zhuǎn)變成固體態(tài)，并且這種轉(zhuǎn)變是可調(diào)、可控、可逆的；當(dāng)撤去磁場時，它又能立即由固體態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w態(tài)。因此，磁流變液在液壓、減震、驅(qū)動密封、磁場傳感、離合器、超精細(xì)拋光以及自適應(yīng)控制等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用的前景，因此磁流變液及類似的電流變液自從被發(fā)現(xiàn)以來在學(xué)術(shù)研究和工業(yè)中均得到了廣泛的關(guān)注。

磁流變液一般由導(dǎo)磁性顆粒作為分散相、非導(dǎo)磁分散液和添加劑組成的。其中，導(dǎo)磁性顆粒是影響磁流變效應(yīng)的關(guān)鍵因素之一。目前，典型的導(dǎo)磁性顆粒可以是順磁性、超順磁性和鐵磁性化合物，羰基鐵具有高的磁導(dǎo)率、軟磁性和通用性而被廣泛應(yīng)用。然而，羰基鐵作為導(dǎo)磁性顆粒的主要缺點是其密度過大，容易沉淀，并且沉淀后難以重新分散。聚合物包覆技術(shù)被認(rèn)為是磁流變體系的一種先進途徑，因為它不但可以導(dǎo)磁顆粒的密度，還可增強顆粒間的靜電排斥作用。

目前的研究主要集中在使用導(dǎo)磁性顆粒（一般為球形，包括表面修飾的、聚合物包覆的導(dǎo)磁性微球等）作為磁流變液的導(dǎo)磁性介質(zhì)。與微米或納米顆粒相比，納米纖維或納米線具有更大的比表面積，更有利于形成3D網(wǎng)狀，因此基于納米纖維/納米線的磁流變液在理論上應(yīng)該具有更好的流變性能。此外，磁性納米纖維具有良好的磁性能，包括飽和磁化強度、矯頑力等。因此，導(dǎo)磁性微/納米纖維是制備高性能磁流變液的發(fā)展趨勢之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維的制備方法。通過控制合適的紡絲溶液濃度、復(fù)合纖維中鐵粉含量以及磁流變液的濃度等，所制得的磁流變液性能良好，在155kA/m的外部磁場下剪切應(yīng)力達到2000 Pa以上。

本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維的制備方法：將環(huán)氧樹脂充分溶解在有機溶劑中得到環(huán)氧樹脂溶液，然后再加入羰基鐵粉和固化劑，通過超聲得到均勻分散有羰基鐵粉的懸浮液；然后將懸浮液進行靜電紡絲得到含有羰基鐵粉的磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維。

所述的環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值范圍0.01~0.40。

所述的有機溶劑包括丙酮、乙醇和丁酮。

環(huán)氧樹脂溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~60%。

所述的羰基鐵粉的粒徑小于1μm。

羰基鐵粉與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為0.5:1~2:1。

所述的固化劑為多元胺類固化劑；固化劑的用量按照其所含活撥氫數(shù)量是環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基團的0.8~1.2倍計算。

所述的靜電紡絲條件為：工作電壓15~20 kV，進料速度0.5~1 ml/h。

一種如上所述的制備方法制得的磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維的應(yīng)用：以硅油為載液，加入磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40% ~60%的磁流變液。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明結(jié)合靜電紡絲技術(shù)制得了一種磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維，通過改變環(huán)氧樹脂的類型、紡絲溶液濃度以及鐵粉含量等，可以實現(xiàn)對磁性復(fù)合纖維及其磁流變液的有效調(diào)控。在155kA/m的外部磁場下，磁流變液的剪切應(yīng)力達到2000 Pa以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所用的羰基鐵粉微觀形貌；

圖2是本發(fā)明實施例1（上）和實施例2（下）制備的磁性復(fù)合纖維顯微鏡照片；

圖3是實施例1制備的磁性復(fù)合纖維的磁流變曲線；

圖4實施例2所得磁性復(fù)合纖維配制的磁流變液的流變曲線（實心：50%；空心：60%）；

圖5實施例3所得磁性復(fù)合纖維配制的磁流變液的流變曲線（實心：50%；空心：60%）；

圖6實施例4所得磁性復(fù)合纖維配制的磁流變液的流變曲線（實心：40%；空心：50%）

圖7是實施例5制備的磁性復(fù)合纖維的磁流變曲線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。

一種磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟：

將一定量的環(huán)氧樹脂充分溶解在酮類溶劑中得到適當(dāng)濃度的環(huán)氧樹脂溶液，然后再加入適量的羰基鐵粉和固化劑，通過超聲得到均勻分散有羰基鐵粉的懸浮液；然后將懸浮液在適當(dāng)?shù)臈l件下進行靜電紡絲即可得到含有羰基鐵粉的磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維，并進行干燥。

以硅油為載液，加入磁性環(huán)氧樹脂復(fù)合纖維可得到磁流變液。