DE4236405A1 - Elektroviskose Flüssigkeiten mit Stärke - Google Patents
Elektroviskose Flüssigkeiten mit StärkeInfo
- Publication number
- DE4236405A1 DE4236405A1 DE19924236405 DE4236405A DE4236405A1 DE 4236405 A1 DE4236405 A1 DE 4236405A1 DE 19924236405 DE19924236405 DE 19924236405 DE 4236405 A DE4236405 A DE 4236405A DE 4236405 A1 DE4236405 A1 DE 4236405A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- esters
- electroviscous
- electroviscous liquids
- branched
- liquids
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M171/00—Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
- C10M171/001—Electrorheological fluids; smart fluids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/10—Esters; Ether-esters
- C08K5/101—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
- C08K5/103—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Lubricants (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft elektroviskose Flüssigkeiten, die Stärke mit einem
Wassergehalt von 5 bis 20 Gew.-% und Esterverbindungen enthalten sowie ein
Verfahren zur Herstellung dieser elektroviskosen Flüssigkeiten. Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von
Estern von Polyolen mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen und 2 bis 32 C-Atomen und
Monocarbonsäuren mit 2 bis 32 C-Atomen als elektrisch nicht leitende hy
drophobe Flüssigkeit in elektroviskosen Flüssigkeiten, die Stärke mit ei
nem Wassergehalt von 5 bis 20 Gew.-% als Feststoff enthalten.
Elektroviskose Flüssigkeiten (EvF) sind Dispersionen feinteiliger hydro
philer Feststoffe in elektrisch nicht leitenden hydrophoben Flüssigkeiten,
deren Viskositäten sich unter dem Einfluß eines hinreichend starken elek
trischen Feldes sehr schnell und reversibel vom flüssigen bis zum plasti
schen oder festen Zustand ändern. Die Viskositätsänderung erfolgt sowohl
durch elektrische Gleichfelder als auch durch Wechselfelder, wobei der
Stromfluß durch die elektroviskosen Flüssigkeiten in beiden Fällen sehr
gering ist. Daher lassen sich elektroviskose Flüssigkeiten überall dort
einsetzen, wo es der Übertragung großer Kräfte mit Hilfe geringer elektri
scher Leistungen bedarf, wie in Hydraulikventilen, Schwingungs- oder Stoß
dämpfern und Vibratoren.
Die Praxis wünscht elektroviskose Flüssigkeiten, die eine hohe Temperatur
beständigkeit und gute chemische Stabilität bei Temperaturen von etwa
-50°C bis 150°C aufweisen als auch einen guten elektroviskosen Effekt.
Da elektroviskose Flüssigkeiten mit Bauelementen in Berührung kommen
können, sollen sie gleichzeitig gegenüber dem Werkstoff der Bauelemente
inert sein, das heißt, diesen nicht angreifen, anquellen oder sogar auf
lösen.
Gemäß dem Chemical Abstract 89 : 92160r zeigen Dispersionen von Bariumti
tanaten und wasserbeladenem, feinteiligem Siliziumdioxid (hydrophile Fest
stoffe) mit Dibutylsebacat (hydrophobe Flüssigkeit) einen elektroviskosen
Effekt. Der Ester von kurzkettigen monofunktionellen Alkoholen mit der
Sebacinsäure sind jedoch verhältnismäßig thermisch instabil, da bereits
bei etwa 130°C erste Rauchentwicklungen auftreten. Außerdem enthalten die
hydrophilen Feststoffe entweder Schwermetalle oder sind nicht biologisch
abbaubar, so daß sie entsorgt werden müssen.
In dem amerikanischen Patent US-A-3 047 507 werden elektroviskose Flüs
sigkeiten beschrieben, die vornehmlich aktiviertes Silikagel als hydropho
ben Feststoff enthalten. Als hydrophobe, nicht leitende Flüssigkeiten
werden eine Vielzahl von Verbindungen beschrieben wie Mineralöl und Dicar
bonsäureester von ein- und/oder mehrwertigen Alkoholen. Als zwingende Be
standteile enthalten diese elektroviskosen Flüssigkeiten Wasser bzw. eine
Mischung von Wasser und einem wasserlöslichen Alkohol, damit ein ausrei
chender elektroviskoser Effekt beobachtet wird. Um diese komplexen Mi
schungen zu stabilisieren, müssen zusätzlich Dispergiermittel anwesend
sein. Auch diese elektroviskosen Flüssigkeiten enthalten einen Feststoff,
der biologisch nicht abbaubar ist und somit nach Gebrauch entsorgt werden
muß.
In der amerikanischen Patentschrift US-A-2 417 850 wird ein Verfahren für
die Überführung von elektrischen Impulsen in mechanische Kräfte beschrie
ben, wobei eine niedrigviskose, nicht-leitende Flüssigkeit wie Mineralöl
oder Olivenöl eingesetzt wird. Der Effekt kann verbessert werden durch
Zugabe von fein verteiltem Material wie Stärke. Besonders gute Ergebnisse
werden erzielt durch eine Mischung von raffiniertem Mineralöl und Lanolin,
in der maximal 20 Volumen % Stärkegranulate dispergiert sind. Olivenöl ist
als Triglycerid des nicht verzweigten Glycerins nicht ausreichend hydro
lysebeständig.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, elektroviskose Flüssigkeiten be
reit zu stellen, die gute chemische und thermische Beständigkeiten auf
weisen und zugleich biologisch sehr gut abbaubar sind. Dabei sollte sowohl
die hydrophobe Flüssigkeit als auch der hydrophile Feststoff biologisch
abbaubar sein. Zudem sollten die elektroviskosen Flüssigkeiten auch ohne
Dispergatoren über einen längeren Zeitraum stabil bleiben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind elektroviskose Flüssigkeiten
enthaltend
- a) Stärke mit einem Wassergehalt von 5 bis 20 Gew.-% als hydrophiler Feststoff und
- b) Ester von verzweigten, aliphatischen Polyolen mit 2 bis 6 Hydroxyl gruppen und mit 2 bis 32 C-Atomen und Monocarbonsäuren mit 2 bis 32 C-Atomen als hydrophobe Flüssigkeit.
Die in den erfindungsgemäßen elektroviskosen Flüssigkeiten enthaltenen
Ester sind an sich bekannte Verbindungen und können nach einschlägigen
Methoden der organischen Chemie, wie durch säure- oder basenkatalysierte
Umsetzung der Polyole mit Monocarbonsäuren hergestellt werden. Im Sinne
der Erfindung handelt es sich um Ester, die durch praktisch vollständige
Veresterung hergestellt werden, d. h. es handelt sich um Vollester, bei
denen maximal kleine Resthydroxyl- bzw. -säurezahlen, vorzugsweise unter
6, auftreten. Als Säurekomponente der Ester kommen aliphatische, aroma
tische und cyclische Monocarbonsäuren in Betracht. Die aliphatischen Mono
carbonsäuren können gesättigt und/oder ungesättigt sein. Bevorzugt werden
aliphatische Monocarbonsäuren und von diesen wiederum die gesättigten Ver
treter. Ganz besonders bevorzugt werden aliphatische, gesättigte Monocar
bonsäuren mit 6 bis 24 C-Atomen. Beispiele für geradkettige gesättigte
Monocarbonsäuren sind die Fettsäuren Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäu
re, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure und/oder Be
hensäure. Wie in der Fettchemie üblich, können die Fettsäuren auch ein
technisches Gemisch darstellen, wie es bei der Druckspaltung von natür
lichen Fetten und Ölen anfällt. Die aliphatischen gesättigten Monocarbon
säuren können auch verzweigt sein, wie die durch Oxidation von nach dem
Guerbetverfahren hergestellten alpha-verzweigten primären Alkoholen zu
gänglichen alpha-verzweigten Carbonsäuren. Beispiele für diese verzweigten
gesättigten Monocarbonsäuren sind 2-n-Butyl-n-octansäure, 2-n-Heptyl-n-un
decansäure, 2-n-octyl-n-dodecansäure und insbesondere 2-n-Hexyl-n-decansäu
re (Isopalmitinsäure). Das Guerbetverfahren, nach dem gesättigte primäre
Alkohole durch Kochen in Anwesenheit katalytischer Mengen Alkalihydroxid
und Schwermetallsalzen in definierte -verzweigte primäre Alkohole über
führt werden, beschreibt beispielsweise E. F. Pratt, D. G. Kubler in J.
Am. Chem. Soc. 76 (1954), Seiten 52-56.
Die Polyolkomponente der Ester leiten sich im Sinne der Erfindung von ver
zweigten, aliphatischen Polyolen mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen und 2 bis 32
C-Atomen ab. Von diesen verzweigten, aliphatischen Polyolen werden insbe
sondere solche bevorzugt, die in Nachbarstellung zu dem Kohlenstoff mit
den primären Hydroxylgruppen ein tertiäres C-Atom (das heißt ein C-Atom
das kein Wasserstoffatom trägt) aufweisen. Geeignete Beispiele hierfür
sind Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan, Pentaerythrit,
Neopentylglykol, Dipentaerythrit und/oder Mischungen hiervon. Einer Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend werden Mischungen von
aliphatischen, gesättigten verzweigten Diolen und aliphatischen gesättig
ten verzweigten Polyolen mit 3 bis 6 Hydroxylgruppen als Polyolkomponente
verwendet. Bevorzugt werden Mischungen aus Neopentylglykol und Trimethy
lolpropan, Pentaerytprit und/oder Dipentaerythrit. Hierbei ist es bevor
zugt, daß Neopentylglykol im molaren Verhältnis von 5 : 1 bis 1 : 5, vorzugs
weise 1 : 2 bis 1 : 4, mit Trimethylolpropan, Pentaerythrit und/oder Dipenta
erythrit in der Mischung vorliegt.
Einer zweiten Ausführungsform entsprechend werden Ester voll aliphati
schen, gesättigten, verzweigten Polyolen mit 3 bis 6 Hydroxylgruppen, vor
zugsweise von Trimethylolpropan, Pentaerythrit und/oder Dipentaerythrit,
verwendet.
Ganz besonders bevorzugt werden Trimethylolpropanester von Capryl-und/oder
Caprinsäure.
Die in den erfindungsgemäßen elektroviskosen Flüssigkeiten enthaltenen
Stärken können übliche Stärken sein, wie sie aus Kartoffeln, Mais, Weizen
usw. zugänglich sind oder auch modifizierte Stärken, wie sie durch Vorver
kleisterung, partiellen Abbau oder eine chemische Derivatisierung erhält
lich sind. Bevorzugt im Sinne der Erfindung werden lösliche Stärken, die
auch als "dünnkochende" Stärken bezeichnet werden, und durch partiellen
Abbau in niedermolekulare Stärkefragmente überführt werden. Ein derartiger
partieller Abbau kann oxidativ, enzymatisch oder säurekatalysiert erfolgen
(siehe Handbook of Water-Soluble Gums and Resins, Editor: Robert, L. Da
vidson, 1980 by Mc Graw-Hill, Inc., Seite 22-30 bis 22-34). Besonders be
vorzugt im Sinne der Erfindung werden lösliche Stärken für die Jodometrie,
die in der Regel durch säurekatalysierten Abbau hergestellt werden (siehe
Ullmans Encyclopädie der technischen Chemie, 4. neubearb. und erweiterte
Auflage, Verlag Chemie, Weinheim, Deerfield, Basel, 1982, Band 22, Seiten
174-176 und schon zitiertes Handbuch).
Derartige Stärken sind im Handel als feinteilige Pulver erhältlich. Be
sonders geeignet sind Stärken mit niedrigen mittleren Teilchendurchmes
sern, vorzugsweise unter 100 µm und insbesondere im Bereich von 0,1 bis 50
µm, da die Stabilität der elektroviskosen Flüssigkeiten um so höher ist,
desto kleiner die Teilchendurchmesser sind. Die Stärken weisen von Natur
aus einen Wassergehalt auf, der je nach Herkunft schwankt. Falls ge
wünscht, können solche Stärken mit dem natürlichen Wassergehalt, sofern er
zwischen 5 und 20 Gew.-% beträgt, eingesetzt werden. Bevorzugt im Sinne
der Erfindung wird der Wassergehalt jedoch genau eingestellt. Hierzu
trocknet man zuerst die Stärken, um sie von Wasser zu befreien und behan
delt sie anschließend mit wasserbeladener Luft bis zum gewünschten Was
sergehalt. Für die erfindungsgemäßen elektroviskosen Flüssigkeiten hat es
sich gezeigt, daß Stärken mit einem Wassergehalt von etwa 15 Gew.-% be
sonders gute elektroviskose Effekte aufweisen.
Einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend,
enthalten die elektroviskosen Flüssigkeiten die wasserbeladenen Stärken in
einem Massenverhältnis zu den Estern von mindestens 30 : 70 bis 70 : 30, vor
zugsweise von 40 : 60 bis 60 : 40. Falls gewünscht, können die elektroviskosen
Flüssigkeiten die aus dem Stand der Technik bekannten Dispergiermittel,
wie die der amerikanischen Patentschrift US-A-3 047 507 enthalten. Bevor
zugt im Sinne der Erfindung enthalten die elektroviskosen Flüssigkeiten
jedoch kein solches Dispergiermittel.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung von elektroviskosen Flüssigkeiten, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man zunächst Stärke durch Behandlung mit wasserfeuchter Luft mit
einem Wassergehalt von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf wasserbeladene Stärke,
belädt und anschließend diese mit Estern von verzweigten, aliphatischen
Polyolen mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen und mit 2 bis 32 C-Atomen und Mono
carbonsäuren mit 2 bis 32 C-Atomen mischt und die Mischung abschließend
mittels konventionellen Homogenisatoren in eine feinteilige Dispersion
überführt. Bevorzugt im Sinne der Erfindung wird die Stärke, bevor sie mit
wasserfeuchter Luft behandelt wird, als erstes getrocknet. Damit wird der
natürliche Wassergehalt der Stärken eliminiert, so daß die nachfolgende
Wasserbehandlung zu Stärken mit definierter Wasserbeladung führt. Diese
wasserbeladenen Stärken werden in die vorgelegten Ester der beschriebenen
Art eindispergiert. Zu einer homogenen feinteiligen Dispersion gelangt
man, wenn man nach dem Eindispergieren Scherhomogenisatoren, Hochdruckho
mogenisatoren oder Ultraschall verwendet.
Die erfindungsgemäßen elektroviskosen Flüssigkeiten zeigen gute Elektro
reaktivitäten und sind mit elastomeren Werkstoffen insbesondere mit Fluor-
Kautschuken bestens verträglich, über lange Zeiten absetzstabil sowie
thermisch beständig und biologisch sehr gut abbaubar.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von
Estern von verzweigten, aliphatischen Polyolen mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen
und mit 2 bis 32 C-Atomen und Monocarbonsäuren mit 2 bis 32 C-Atomen als
elektrisch nicht leitende hydrophobe Flüssigkeit in elektroviskosen Flüs
sigkeiten, die Stärke mit einem Wassergehalt von 5 bis 20 Gew.-% als hy
drophilen Feststoff enthalten. Einzelheiten zu den Estern und ihren Ein
satzmengen sind dein voranstehenden Beschreibungstext zu entnehmen.
Eine handelsübliche lösliche Stärke für die Analyse der Firma Riedel de
Haen Katalognummern 33615, Katalog: Laborchemikalien 1992, Seite 1127;
Trocknungsverlust (105°C) max. 10%; Sulfatasche max. 0,5%, pH (2%, 20
°C) 6,0-7,5) wurde bei 105°C in einem Trockenschrank 10 Stunden ge
trocknet. Danach wurde die getrocknete Stärke unter Luftabschluß abgekühlt
und gewogen und dann solange feuchter Luft ausgesetzt, bis durch Absorp
tion von Wasser aus der Luft der Wassergehalt von 8, 10, 12 oder 15 Gew.-%
erreicht war. Die mit Wasser beladene Stärke wurde mit einem Laborrührer in
den jeweiligen Ester (siehe unten) eindispergiert. Der Laborrührer war mit
einer Zahnscheibe (Durchmesser 50 mm) bestückt. Bei einer Rührerdrehzahl
von 2000 pro Minute benötigte der Dispergiervorgang ca. 30 Minuten.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen elektroviskosen Flüssigkeiten
wurden folgende Ester eingesetzt:
1. Trimethylolpropantricaprylat (Säurezahl SZ nach DGF-CV2 <0,2)
2. Vollester von Trimethylolpropan mit einer Estermischung von 70 Gew.-% Caprylsäure und 30 Gew.-% Caprinsäure (SZ = 0,3)
3. Vollester einer Mischung von 3 Mol Trimethylolpropan und 1 Mol Neopen tylglykol mit einer Carbonsäuremischung von 70 Gew.-% Caprylsäure und 30 Gew.-% Caprinsäure (SZ <0,1)
4. Vollester von Trimethylolpropan mit 2-n-Hexyl-n-decansäure (SZ = 0,2)
1. Trimethylolpropantricaprylat (Säurezahl SZ nach DGF-CV2 <0,2)
2. Vollester von Trimethylolpropan mit einer Estermischung von 70 Gew.-% Caprylsäure und 30 Gew.-% Caprinsäure (SZ = 0,3)
3. Vollester einer Mischung von 3 Mol Trimethylolpropan und 1 Mol Neopen tylglykol mit einer Carbonsäuremischung von 70 Gew.-% Caprylsäure und 30 Gew.-% Caprinsäure (SZ <0,1)
4. Vollester von Trimethylolpropan mit 2-n-Hexyl-n-decansäure (SZ = 0,2)
Die elektroviskosen Flüssigkeiten enthielten jeweils 50 Gew.-% an
wasserfeuchter Stärke.
Die elektroviskosen Flüssigkeiten wurden in einem modifizierten Rotati
onsviskosimeter untersucht, der bereits von W.M. Winslow in J. Appl. Phys.
20 (1949) Seite 1137-1140 beschrieben wurde.
Der Rotationskörper und der zugehörige Becher waren mit gleicher Kegelneigung
schwach konisch ausgeführt, so daß die Spaltweite s zwischen Ro
tationskörper und Becher durch axiales Verschieben des Drehkörpers leicht
und schnell variert werden konnte. Die maximal einstellbare Spaltweite war
s = 1,5 mm. Der Drehkörper hatte eine Mantelfläche von A = 71 cm2 und ei
nen größten Durchmesser von dmax = 50 mm, und einen kleinsten Durchmesser
von dmin = 40 mm sowie eine Höhe von H = 50 mm. Die Drehzahl n des Rota
tionskörpers konnte stufenlos zwischen 10 und 1000 min-1 verändert werden;
die Drehmomentmessung war zwischen 0 und 50 Ncm und 0 und 500 Ncm möglich;
das Hochspannungs-Gleichstrom-Netzgerät lieferte eine maximale Spannung
von 10 kV und einen maximalen Strom von 10 mA; die Proben im Meßbecher
konnten auf die gewünschten Versuchstemperatur ϑ = 20°C eingestellt
werden.
60 ml an elektroviskosen Flüssigkeiten 1 bis 5 wurden in den Becher des
Viskosimeters gefüllt und der Meßantrieb mit dem eingespannten Drehkörper
soweit abgesenkt, bis der Scherspalt s zwischen Becherwand- und Drehkör
per-Scherflächen s = 1,2 mm betrug. Durch Absaugen oder Zufüllen von der
elektroviskosen Flüssigkeit wurde der Füllstand im Becher so eingestellt,
daß die Mantelfläche des Rotationskörpers gerade vollkommen benetzt war.
Der Rotationsscherkörper wurde eingeschaltet und die Drehzahl n so ein
gestellt, daß eine Schergeschwindigkeit D von 393 1/s, bezogen auf den
mittleren Drehkörperradius rm = 22,5 mm, erreicht wurde. Bei Versuchstem
peratur (ϑ = 20°C), maß der Drehmomentgeber des Meßantriebes
für das Anfangsdrehmoment Md,o (D, ϑ) was einer Anfangsscherspannung
(D, τ) entspricht.
Versuchsbeginn:
Bei konstanter Schergeschwindigkeit D wurde mit dem Hochspannungsgleich strom-Netzgerät die Spannung U und damit das elektrische Feld E zwischen Becher- und Rotationskörper-Oberfläche stetig erhöht. Damit steigt die Viskosität (η) der elektroviskosen Flüssigkeit, was zu einer Erhöhung der Scherspannung (τ) bzw. des notwendigen Drehmoments Md zum Drehen des Rotationskörpers führt. Durch den Schreiber wird der Versuchsablauf in der Form Md(U) dargestellt.
Bei konstanter Schergeschwindigkeit D wurde mit dem Hochspannungsgleich strom-Netzgerät die Spannung U und damit das elektrische Feld E zwischen Becher- und Rotationskörper-Oberfläche stetig erhöht. Damit steigt die Viskosität (η) der elektroviskosen Flüssigkeit, was zu einer Erhöhung der Scherspannung (τ) bzw. des notwendigen Drehmoments Md zum Drehen des Rotationskörpers führt. Durch den Schreiber wird der Versuchsablauf in der Form Md(U) dargestellt.
Versuchsauswertung:
Die Meßschriebe Md(U) liefern über die Meßapparat-spezifischen Beziehungen
- Scherspannung (τ) [Pa] = Drehmoment Md [Ncm] × 62,308
und
- Elektrisches Feld
Die Meßschriebe Md(U) liefern über die Meßapparat-spezifischen Beziehungen
- Scherspannung (τ) [Pa] = Drehmoment Md [Ncm] × 62,308
und
- Elektrisches Feld
indirekt sofort den gesuchten Zusammenhang
- Scherspannung τ [Pa] = f (elektrisches Feld E kV/mm)
zur Beschreibung des elektroviskosen Verhaltens der jeweiligen elektrovis kosen Flüssigkeit bei konstanter Schergeschwindigkeit D und konstanter Probetemperatur ϑ.
- Scherspannung τ [Pa] = f (elektrisches Feld E kV/mm)
zur Beschreibung des elektroviskosen Verhaltens der jeweiligen elektrovis kosen Flüssigkeit bei konstanter Schergeschwindigkeit D und konstanter Probetemperatur ϑ.
Aus dem Graphen τ (E) (siehe die schematische Darstellung τ (E) in
Fig. 1/1) wurden zur Charakterisierung des elektroviskosen Verhaltens der
elektroviskosen Flüssigkeit folgende Größen entnommen:
- Die Anfangsschubspannung τ0 [Pa] bei E = 0
- Der fiktive Schwellenwert E0 (kV/mm] als dem E-Wert des Schnittpunktes der Geraden τ = τ0 = konst. mit der Tangenten S, oberhalb dessen der elektroviskose Effekt stärker in Erscheinung tritt
- Der elektroviskose Effekt
- Die Anfangsschubspannung τ0 [Pa] bei E = 0
- Der fiktive Schwellenwert E0 (kV/mm] als dem E-Wert des Schnittpunktes der Geraden τ = τ0 = konst. mit der Tangenten S, oberhalb dessen der elektroviskose Effekt stärker in Erscheinung tritt
- Der elektroviskose Effekt
als Steigung der Tangente an die Darstellung τ (E) (siehe Fig. 1/1)
im Bereich E < E0.
In der folgenden Tabelle 1 sind die Versuchsergebnisse für τ0, E0 und S,
sowie zur Charakterisierung der aufzuwendenden elektrischen Leistung ent
weder der Strom in mA bei einer Spannung von 2 kV oder die Spannung U in
kV bei einem Strom von 1 = 0,5 mA aufgeführt.
Das elektroviskose Verhalten der Flüssigkeiten ist um so besser, je größer
S und je kleiner τ und E0 sind. Die angegebenen elektrischen Spannungen
und Ströme (Gleichstrom) kennzeichnen die elektrische Leistung.
Die Versuche zeigen (siehe Tabelle 1), daß die erfindungsgemäßen elektro
viskosen Flüssigkeiten gute elektroviskose Effekte haben.
Claims (9)
1. Elektroviskose Flüssigkeiten enthaltend
- a) Stärke mit einem Wassergehalt von 5 bis 20 Gew.-% als hydrophiler Feststoff und
- b) Ester von verzweigten, aliphatischen Polyolen mit 2 bis 6 Hydro xylgruppen und mit 2 bis 32 C-Atomen und Monocarbonsäuren mit 2 bis 32 C-Atomen als hydrophobe Flüssigkeit.
2. Elektroviskose Flüssigkeiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Ester von aliphatischen gesättigten und/oder ungesättig
ten Monocarbonsäuren, vorzugsweise von aliphatischen gesättigten Mono
carbonsäuren mit 6 bis 24 C-Atomen ableiten.
3. Elektroviskose Flüssigkeiten nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß sich die Ester von verzweigten Polyolen, die
in Nachbarstellung zu dem Kohlenstoff mit den primären Hydroxylgruppen
ein tertiäres C-Atom aufweisen, ableiten, vorzugsweise von Trimethy
lolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan, Pentaerythrit, Neopen
tylglykol, Dipentaerythrit und/oder Mischungen hiervon.
4. Elektroviskose Flüssigkeiten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ester sich von Mischungen aus Neopentylglykol
und Trimethylolpropan, Pentaerythrit und/oder Dipentaerythrit ablei
ten.
5. Elektroviskose Flüssigkeiten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Trimethylolpropanester von Capryl- und/oder Ca
prinsäure enthalten sind.
6. Elektroviskose Flüssigkeiten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß lösliche Stärke für die Jodometrie enthalten ist.
7. Elektroviskose Flüssigkeiten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Massenverhältnis von wasserbeladenen Stärken
zu Estern von 30 : 70 bis 70 : 30, vorzugsweise 40 : 60 bis 60 : 40, vorliegt.
8. Verfahren zur Herstellung von elektroviskosen Flüssigkeiten, dadurch
gekennzeichnet, daß man zunächst Stärke durch Behandlung mit wasser
feuchter Luft mit einem Wassergehalt von 5 bis 20 Gew.-% belädt und
anschließend diese zu vorgelegten Estern von verzweigten, aliphati
schen Polyolen mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen und mit 2 bis 32 C-Atomen
und Monocarbonsäuren mit 2 bis 32 C-Atomen gibt und die Mischung ab
schließend mittels konventionellen Durchmischern in eine feinteilige
Dispersion überführt.
9. Verwendung von Estern von verzweigten, aliphatischen Polyolen mit 2
bis 6 Hydroxylgruppen und mit 2 bis 32 C-Atomen und Monocarbonsäuren
mit 2 bis 32 C-Atomen als elektrisch nicht leitende hydrophobe Flüs
sigkeit in elektroviskosen Flüssigkeiten, die Stärke mit einem Was
sergehalt von 5 bis 20 Gew.-% als hydrophilen Feststoff enthalten.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924236405 DE4236405A1 (de) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | Elektroviskose Flüssigkeiten mit Stärke |
PCT/EP1993/002902 WO1994010271A1 (de) | 1992-10-28 | 1993-10-20 | Elektroviskose flüssigkeiten mit stärke |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924236405 DE4236405A1 (de) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | Elektroviskose Flüssigkeiten mit Stärke |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4236405A1 true DE4236405A1 (de) | 1994-05-05 |
Family
ID=6471566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924236405 Withdrawn DE4236405A1 (de) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | Elektroviskose Flüssigkeiten mit Stärke |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4236405A1 (de) |
WO (1) | WO1994010271A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19533800A1 (de) * | 1995-09-13 | 1997-04-10 | Berger Werner Prof Dr Rer Nat | Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Polymermischung auf der Basis von Stärke |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2417850A (en) * | 1942-04-14 | 1947-03-25 | Willis M Winslow | Method and means for translating electrical impulses into mechanical force |
US3047507A (en) * | 1960-04-04 | 1962-07-31 | Wefco Inc | Field responsive force transmitting compositions |
NL6800089A (de) * | 1968-01-03 | 1969-07-07 | ||
GB1501635A (en) * | 1974-07-09 | 1978-02-22 | Secr Defence | Electric field responsive fluids |
US3970573A (en) * | 1975-08-25 | 1976-07-20 | Westhaver James W | Electroviscous fluids |
DE68908469T2 (de) * | 1988-05-12 | 1993-12-09 | Toa Nenryo Kogyo Kk | Elektrorheologische Flüssigkeiten. |
DE4200113A1 (de) * | 1992-01-04 | 1993-07-08 | Henkel Kgaa | Elektroviskose fluessigkeiten |
-
1992
- 1992-10-28 DE DE19924236405 patent/DE4236405A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-10-20 WO PCT/EP1993/002902 patent/WO1994010271A1/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1994010271A1 (de) | 1994-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE602005005979T2 (de) | Oberflächenbehandelte calciumcarbonatteilchen | |
DE2530694A1 (de) | Auf elektrische felder ansprechende fluidzusammensetzung | |
DE69909325T2 (de) | Fliessfähige gasblasen enthaltende wasser-in-öl-emulsionen | |
DE2055036C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von gießfähiger Margarine Margarinbolaget AB, Stockholm | |
EP0141410A2 (de) | Verfahren zur Erhöhung der Viskosität von Ölen | |
WO1991015184A1 (de) | Verfahren zur herstellung von öl-in-wasser-cremes | |
DE2613795C2 (de) | Verfahren zum Stabilisieren von Fluorkohlenstoffpolymerisaten | |
DE4136699A1 (de) | Verfahren zur herstellung von stabilen, komplexen emulsionssystemen des typs wasser-oel-wasser und deren verwendung als kosmetische praeparate | |
DE4407015C2 (de) | Kosmetische und/oder pharmazeutische Zubereitungen | |
DE4236405A1 (de) | Elektroviskose Flüssigkeiten mit Stärke | |
DE3540175A1 (de) | Dithranolhaltige pharmazeutische zubereitung | |
DE2158528B2 (de) | Gleitmittel und Silikate enthaltende Vinylchlorid- und Vinylidenchlorid-Homo- bzw. Copolymerisatmassen | |
DD288758A5 (de) | Dispersionen von kohle in wasser | |
DE1444785B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von feinstverteilte Feststoffe enthaltenden Schmierfetten | |
DE4003783C2 (de) | Phospholipidhaltiges Gel, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung | |
DE1594367C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Festschmiermittels und dessen Verwendung in Schmierfetten und Dispersionsschmiermitteui sowie in Lagerwerkstoffen | |
WO1996016147A1 (de) | Kationische wachsdispersionen | |
DE2745583C2 (de) | Schaumverhütungsmittel für wäßrige Polymerisatdispersionen | |
DE2042192A1 (de) | Verfahren zur Herstellung kugelfoermiger Teilchen durch Dehydratisierung eines waessrigen Sols eines Metalloxyds | |
DE4427879C2 (de) | Biologisch abbaubare in-situ Wachskompositionen und Verfahren zur Herstellung | |
DE4200113A1 (de) | Elektroviskose fluessigkeiten | |
DE2161857B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines ggf. mit Füllstoffen versehenen PoIytetrafluoräthylenformpuivers | |
DE2531182C2 (de) | Fließfähiges Schleifmittel | |
DE1595183A1 (de) | Verfahren zur Polymerisation von Perfluorkohlenstoff-Verbindungen | |
EP0249711B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von niedrigviskosen wässrigen Dispersionen von Glycerinestern langkettiger Fettsäuren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |