반도성 고분자 현탁액의 전기유변학적 거동과 계면편극화

진병두; 이영실; 이현지; 양승만; 박오옥

Korean Journal of Rheology, Vol.10, No.4, 195-201, December, 1998

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반도성 고분자 현탁액의 전기유변학적 거동과 계면편극화

Electrorheological Behaviors and Interfacial Polarization of Semi-conductive Polymer-based Suspensions

진병두, 이영실, 이현지, 양승만, 박오옥

초록

반도성 고분자인 폴리아닐린과 폴리파라페닐렌을 이용한 전기유변유체의 유변학적 및 전기적 특성을 고찰하였다. 이들 반도성 고분자 현탁액은 분산입자와 현탁매질의 전기전도도 차이로 인하여 직류 전기장 하에서 큰 점도 증가를 보였다. 전기유변효과로 기인한 동적 항복응력은 낮은 전기장 하에서는 전기장 제곱에의 의존성을 보였으나 높은 전기장 하에서는 전기장의 1승에 비례하는 거동을 나타내었다. 항복 응력은 분산입자의 전기전도도가 증가함에 따라 최대값을 보이다가 다시 감소하는 현상을 나타내었다. 직류 전기장 하에서의 이러한 항복 응력 거동은 전도도 효과에 의한 맥스웰-와그너 계면편극화로 설명되는 현탁액의 유전 특성과 관련됨을 발견하였다. 계면 편극화 효과가 전기유변현상에 미치는 영향에 대한 더 깊은 이해와 분산액의 침강 안정성 개선을 위하여, 전기유변효과의 조절이 가능할 뿐 아니라 현탁액의 콜로이드 안정성을 향상시킬 수 있는 여러 가지의 계면 활성제의 영향을 피력하였다.

We have studied the rheological and electrical properties of two types of electrorheological (ER) fluids based on semi-conductive polymers (poly(p-phenylene) and polyaniline). These semi-conductive polymer-based suspensions showed a dramatic increase in viscosity on the application of the static electric field due to the large value of conductivity ratio between particle and medium. The dynamic yield stresses of these ER suspensions exhibited a quadratic dependence on electric field strength at low electric fields and a linear one for high fields. They showed a maximum and then decreased with increasing bulk conductivity of particles. These yield stress behaviors under the static electric field were found to be closely related to the dielectric properties, which is in accord with Maxwell-Wagner interfacial polarization induced by the conductivity effects. In order to achieve better understanding of interfacial polarization effect on ER response and to improve the stability of ER suspension, different kinds of surfactants were employed for controlling the ER activity as well as for enhancing the colloidal stability of suspensions.

Keywords:Electrorheology;Semiconductive polymer suspension;Interfacial polarization;Yield stress;Nonionic surfactant

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[Referenced By]

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