The role of particle conductivity in electrorheology of suspensions of variously protonated polyaniline

Abstract

V práci bylo studováno elektroreologické (ER) chování suspenzí částic polyanilínu protonovaného pomocí kyselin fosforečné a tetrafluoroborité v silikonovém oleji. Dynamické prahové napětí bylo získáno extrapolací smykového napětí na nulovou rychlost smykové deformace použitím Herschel-Bulkley rovnice bylo zvoleno jako měřítko elektroreologické účinnosti. Při stejné molární koncentraci dopující kyseliny dochází k různé úrovni protonace a závislost prahového napětí na koncentraci kyseliny se liší. Srovnání prahových napětí s dielektrickými vlastnostmi vypočítanými pomocí Havriliak-Negami rovnice ukázalo, že vodivost částic, na rozdíl od jejich permitivity, je dominantní v procesu polarizace zvláště u vyšších stupňů protonace. Následně vodivost částic a relaxační čas byly shledány parametry určující prahové napětí bez ohledu na způsob polarizace.

Electrorheological behaviour of silicone oil suspensions of particles of polyaniline protonated to various doping level with orthophosphoric and tetrafluoroboric acids has been studied. The dynamic yield stress obtained by extrapolation of shear stress to zero shear rate using Herschel-Bulkley equation was used as a criterion of the ER efficiency. At a same molar concentration of doping acids, various protonation effects appeared and the dependences of the yield stress on the acid concentration differed. The comparison of the yield stresses with dielectric characteristics calculated from the Havriliak-Negami equation revealed that the particle conductivity unlike particle permittivity especially at higher protonation degree is dominant in polarization process. Consequently, particle conductivity or dielectric relaxation time proved to be the parameters providing the common dependences of the yield stress regardless of the way of polarization.