Rheological behavior of nanosized silica suspensions

• Autorzy: Żmigrodzki, T. , Danelska, A. , Wierzbicki, Ł. , Leonowicz, M. , Szafran, M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Various silica suspensions were synthesized. Presented studies revealed that the silica fumed dispersed in ethylene glycol does not demonstrate shear thickening properties; it is rather a shear thinning liquid. In the case of the biogenic amorphous silica (BAS) dispersed in dipropylene glycol (DPG) the effect is discontinuous while the silica LUDOX suspended in ethylene glycol (EG) indicate continuous viscosity value under critical shear rate. However, the BAS silica demonstrates 100 times higher viscosity values (26000 mPas) than those presented by the LUDOX suspended in EG(260 mPas), but the maximum properties appear at the 5 times smaller shear rate. The shear thickening fluids are developed in the light of their application in smart body armour.

PL

Przeprowadzono syntezę zawiesin na bazie krzemionek. Prezentowane badania wykazały, że krzemionka zdyspergowana w glikolu etylenowym wykazuje właściwości rozrzedzania ścinaniem (rys. 2). W przypadku krzemionki BAS zdyspergowanej w DPG uzyskano efekt zagęszczania ścinaniem, nie jest on jednak ciągły (rys. 3). Natomiast krzemionka LUDOX zawieszona w EG wykazuje ciągły wzrost lepkości po przekroczeniu krytycznej szybkości ścinania, jednak wartość lepkości jest 100 razy mniejsza (260 mPas), niż ta uzyskana w przypadku krzemionki BAS zawieszonej w DPG (26000 mPas) (rys. 4). Krzemionka LUDOX zdyspergowana w EG wykazuje maksymalne właściwości przy 5 razy większych szybkościach ścinania, niż krzemionka BAS zdyspergowana w DPG. Ciecze zagęszczane ścinaniem są opracowywane z myślą o zastosowaniu ich przy budowie inteligentnych pancerzy pasywnych.

Słowa kluczowe

PL

reologia; ciecze nienewtonowskie; zagęszczanie ścinaniem (dylatacja); krzemionka; lepkość

EN

rheology; non-Newtonian fluids; shear thickening; silica; viscosity

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 784-786
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Żmigrodzki, T.

autor

Danelska, A.

autor

Wierzbicki, Ł.

autor

Leonowicz, M.

autor

Szafran, M.

• Faculty of Chemistry, Warsaw University of Technology,

Bibliografia

• [1] Dziubiński M., Kiljański T., Sęk J.: Podstawy reologii i reometrii płynów. Politechnika Łódzka, Łódź (2009).
• [2] Qiu-me W., Jian-ming R., Bai-yun H., Zhong-cheng Z., Jian-peng Z.: Rheological behavior of fumed silica suspension in polyethylene glycol Journal of Central South University of Technology 13 (1) ( 2006) 1-5.
• [3] Kamibayashi M., Ogura H., Otsubo Y.: Shear-thickening flow of nanoparticle suspensions flocculated by polymer bridging. Journal of Colloid and Interface Science 321 (2008) 294-301.
• [4] Zhang X. Z., Li W. H., Gong X. L.: The rheology of shear thickening fluid (STF) and the dynamic performance ofan STF-filled damper. Smart Materials and Structures 17 (2008) 035027 (7pp).
• [5] Egres Jr R. G., Lee Y. S., Kirkwood J. E., Kirkwood K. M, Wetzel E. D., Wagner N. J.: “Liquid armor”: Protective fabrics utilizing shear thickening fluids IFAI 4th Int. Conf. on Safety and Protective Fabrics. October 26-27, 2004 Pittsburgh, PA.
• [6] Lee Y. S., Wetzel E. D., Wagner N. J.: The ballistic impact characteristics of Kevlar® woven fabrics impregnated with colloidal shear thickening fluid. Journal of Materials Science 38 (2003) 2825-2833.