The impact of two nonionic surfactants, namely Span 20 and Span 85, on the electrorheological response and colloidal stability of urea-coated barium titanyl oxalate (BTRU)/silicone oil suspensions is investigated. We quantitatively analyze the surfactant effect on modified ER performance through the measurements of yield stress and current density, as well as the tuned suspension stability through calculation of the Turbiscan stability index (TSI) and naked-eye observations of sedimentation phenomena. The surfactant effect on particle–oil interactions and agglomeration effects is examined by measuring the permeability of silicone oil when mixed with the Span surfactant and the cluster size of particles in dispersing medium, respectively. Our results indicate that with the presence of a Span surfactant, the yield stress of the suspension exhibits a local maximum at certain Span concentrations. We hypothesize that below the optimal Span concentration, the ER properties are enhanced by the increase of the electrostatic interaction between particles. Above the limiting concentration, the ER activity is weakened by the formation of a double-layer surfactant structure that generates a steric hindrance effect. We discover that the addition of the Span surfactant favors the improvement of the particle agglomeration phenomenon, thereby promoting colloidal stability of the suspension. Consequently, in the consideration of both ER properties and suspension stability, an optimal ER fluid with the addition of 0.4 wt% Span 85 is acquired with remarkable integrated ER properties.

中文翻译：

---

表面活性剂对电流变性能和胶体稳定性的影响

研究了两种非离子表面活性剂，即 Span 20 和 Span 85，对尿素涂层草酸钛氧钡 (BTRU)/硅油悬浮液的电流变响应和胶体稳定性的影响。我们通过测量屈服应力和电流密度来定量分析表面活性剂对改性 ER 性能的影响，以及通过计算 Turbiscan 稳定性指数 (TSI) 和肉眼观察沉降现象来调整悬浮稳定性。通过分别测量硅油与 Span 表面活性剂混合时的渗透性和分散介质中颗粒的簇大小，研究表面活性剂对颗粒-油相互作用和团聚效应的影响。我们的结果表明，在 Span 表面活性剂的存在下，悬浮液的屈服应力在某些跨度浓度下表现出局部最大值。我们假设在最佳跨度浓度以下，粒子之间静电相互作用的增加会增强 ER 特性。高于极限浓度，ER 活性因双层表面活性剂结构的形成而减弱，该结构产生空间位阻效应。我们发现Span表面活性剂的加入有利于改善颗粒团聚现象，从而促进悬浮液的胶体稳定性。因此，综合考虑 ER 性能和悬浮稳定性，获得了添加 0.4 wt% Span 85 的最佳 ER 流体，具有显着的综合 ER 性能。我们假设在最佳跨度浓度以下，粒子之间静电相互作用的增加会增强 ER 特性。高于极限浓度，ER 活性因双层表面活性剂结构的形成而减弱，该结构产生空间位阻效应。我们发现Span表面活性剂的加入有利于改善颗粒团聚现象，从而促进悬浮液的胶体稳定性。因此，综合考虑 ER 性能和悬浮稳定性，获得了添加 0.4 wt% Span 85 的最佳 ER 流体，具有显着的综合 ER 性能。我们假设在最佳跨度浓度以下，粒子之间静电相互作用的增加会增强 ER 特性。高于极限浓度，ER 活性因双层表面活性剂结构的形成而减弱，该结构产生空间位阻效应。我们发现Span表面活性剂的加入有利于改善颗粒团聚现象，从而促进悬浮液的胶体稳定性。因此，综合考虑 ER 性能和悬浮稳定性，获得了添加 0.4 wt% Span 85 的最佳 ER 流体，具有显着的综合 ER 性能。ER 活性因双层表面活性剂结构的形成而减弱，该结构产生空间位阻效应。我们发现Span表面活性剂的加入有利于改善颗粒团聚现象，从而促进悬浮液的胶体稳定性。因此，综合考虑 ER 性能和悬浮稳定性，获得了添加 0.4 wt% Span 85 的最佳 ER 流体，具有显着的综合 ER 性能。ER 活性因双层表面活性剂结构的形成而减弱，该结构产生空间位阻效应。我们发现Span表面活性剂的加入有利于改善颗粒团聚现象，从而促进悬浮液的胶体稳定性。因此，综合考虑 ER 性能和悬浮稳定性，获得了添加 0.4 wt% Span 85 的最佳 ER 流体，具有显着的综合 ER 性能。