剪切速率对SiO2分散液体系黏度的影响规律

前期实验采用小型高速分散搅拌机制备7#、9#纳米SiO2微粒分散液，利用旋转黏度测定其黏度时，发现这两种纳米SiO2微粒分散液的黏度与剪切速率的关系如图5所示。

这两种纳米SiO2微粒分散液具有剪切变稀的特性，这是因为实验中所制备的SiO2分散液固含量相对较高，能够自由运动的液体分散介质较少，使得体系初始黏度大，流动性差。

同时SiO2微粒的表面含有一定数量的硅羟基，在氢键的作用下SiO2颗粒表面可以形成网状水合层结构，相当于在其表面生成一层潜在的润滑层。但这层网络结构很容易被剪切应力破坏，且剪切速率越大，黏度越低，直到将网状结构完全破坏，使得黏度达到最低。

图5 纳米SiO2微粒分散液黏度与剪切速率的关系图

通过对图5（a）拟合体系黏度m与转速V的关系可以满足公式（2）的表述：

m＝970.187636 + 459.46869 e^(-V/9.94373) （2）

通过对图5（b）拟合体系黏度m与转速V的关系可以满足公式（3）的表述：

m= 1292.58933 + 476.77245 e^(-V/ 9.59191) （3）

综上诉述，筛选出能够满足SiO2分散液制备要求的亲水性纳米SiO2颗粒，通过调整体系的pH值，制备出具有剪切变稀的特性、固含量为40%、黏度仅为（1 100±18.5）mPa·s的纳米SiO2微粒分散液，如图6所示。

图6 纳米SiO2微粒分散液