ИСТИНА

Магнитный эластомер – это полимерная сетка с внедренными магнитными частицами микрометрового размера. Такие эластомеры относятся к так называемым «умным» материалам – новому классу материалов, свойства которых обратимо изменяются под влиянием внешних воздействий. В частности, магнитные эластомеры могут значительно изменять свои реологические характеристики при помещении в однородное магнитное поле небольшой напряженности (0 – 1000 мТ). В данной работе были исследованы вязкоупругие свойства магнитных эластомеров на основе силиконовых матриц, наполненные частицами карбонильного железа диаметром ~ 3-50 мкм. Всего было синтезировано 9 эластомеров. Образцы различаются жесткостью матрицы (мягкая и жесткая матрицы), массовой долей наполнителя (0%, 70% и 82%), а также пространственной структурой наполнителя (изотропные и анизотропные). Реологические измерения были выполнены с использованием реометра Physica MCR 301 («Anton Paar», Австрия) с измерительной системой «плоскость-плоскость» и магнитной ячейкой. Исследованы механические характеристики материала в различных режимах работы реометра. На первом этапе были получены кривые зависимостей модуля накопления G’(f) и модуля потерь G’’(f) от частоты осцилляций при фиксированной амплитуде деформации γ = 1 %. Также получены зависимости G’(γ) и G’’(γ) от амплитуды деформаций при фиксированной частоте ω = 10 рад/с. Вторым этапом стало исследование поведения динамических модулей G’(t), G’’(t), а также нормальной силы FN(t) от времени в магнитном поле при фиксированной амплитуде и частоте деформаций. По результатам эксперимента наблюдается огромный рост модулей при включении магнитного поля. Модуль накопления в магнитном поле напряженностью 0.6 Т возрастает на 2-3 порядка по сравнению с модулем накопления в отсутствие поля, модуль потерь – на 1-2 порядка. При помещении образца в постоянное однородное магнитное поле его модуль накопления монотонно возрастает с течением времени и имеет тенденцию к насыщению. При этом образцы обладают большим временем релаксации, которое зависит от амплитуды сдвига, и система продолжительное время не приходит в равновесное состояние. Также было обнаружено, что в магнитном поле значительно увеличивается нормальное напряжение образца, что объясняется процессом структурирования магнитных частиц внутри эластомера в цепи, ориентированные вдоль направления магнитного поля.