低密度微孔聚合物泡沫的制备

 介绍了一种利用聚合物和溶剂的相分离，经过冷冻干燥来制备聚合物泡沫（特别是聚苯乙烯类泡沫）的通用技术。采用该技术制备的具有开放状孔洞结构的聚苯乙烯泡沫的密度为0.02~0.1g/cm3，平均孔径为1～20μm，而且泡沫具有各向同性，孔径非常均匀。通过对聚合物泡沫的表征，对影响泡沫形貌和密度的因素，如聚合物/溶剂体系，冷却速率等进行了研究，结果表明：所用溶剂对于该聚合物的Θ温度（溶剂与聚合物作用力为零的温度）必须高于该溶剂的熔点；采用单轴冷却方式可以减小由于溶液中心处和外围处的温差而引起的热应力对泡沫形貌的影响，冷却速率为100℃/min。     

Z箍缩靶用聚合物丝的弛豫特性

 聚苯乙烯（PS）,聚乙烯（PE）及其的氘代物是Z箍缩驱动惯性约束聚变（ICF）实验中的重要固体燃料容器材料,针对物理实验对其形状的特殊要求,利用高压毛细管流变仪及HAUL-OFF熔体拉伸测试单元进行熔融纺丝,制备出直径为30～100 μm的聚合物丝样品。通过对PS,PE以及氘代聚苯乙烯（DPS）丝的力学弛豫性质研究发现：在相同的恒定应力下,实验用PS丝的蠕变量明显小于PE丝,PS丝表现出更好的尺寸稳定性;当定伸长为1％时,PS丝的松弛率明显小于PE丝;DPS丝的蠕变及应力松弛行为与PS丝具有相同的变化趋势。     

ICF氘代固体靶的研制

 以自制全氘代苯乙烯单体(氘代率99%)为原料, 以偶氮二异丁腈为引发剂, 经自由基本体聚合反应, 先制得全氘代聚苯乙烯, 最后采用乳液微封装技术制得了直径150～450μm、壁厚2～15μm、球形度≥99.5%、同心度95%～98%、表面粗糙度＜30nm的ICF固体靶用空心微球。介绍了制备工艺,并对全氘代聚笨乙烯分子量及其分布的控制,微球壁内气泡形成机理,微球储存稳定性等进行了初步探讨。     

氘代聚合物膜靶制备技术与性能研究

 氘代聚合物膜是快点火基础物理实验的一种重要靶型。通过氘代苯乙烯单体的本体自由基聚合反应制备氘代聚苯乙烯，并利用流延法和浇铸法制备出厚度从几十nm到数百μm的膜靶。溶剂挥发过程中的随机扰动对膜厚均匀性造成影响，采用清洁的基片和在涂沫基片或模具外加防护罩可以降低这种影响。采用PVA作脱膜剂有利于获得较薄的聚合物薄膜。DSC分析表明薄膜的玻璃化转变温度与热处理过程有关，缓慢退火有利于提高Ｔ-g和储能模量。     

强场物理与快点火靶

氘代聚合物空心微球采用多次乳化技术制备。氘代聚合物采用氘代苯乙烯单体的本体自由基聚合反应制备，重均分子量Mw=189000，分散度d=2．72。采用上述氘代聚苯乙烯制备的空心微球无色透明。研究了聚合物分子量对微球直径与壁厚的影响。与普通聚苯乙烯微球相比，采用窄分布聚苯乙烯制备的空心微球的直径与壁厚较小，并且分布较窄。     

全氘代对二乙烯基苯泡沫的制备

全氘代聚合物泡沫作为一种特殊的低密度、微孔聚合物泡沫，在激光惯性约束聚变（ICF）研究中除了直接用于ICF靶材料，以增加单位靶中热核燃料的密度外，还可用在冷冻靶中以提高液体氘氚的浸润性及分布的均匀性，减小瑞利一泰勒界面不稳定性，以加强中子和分光镜的测量，研究和诊断内爆物理实验等。     

聚苯乙烯的氘化及其性能研究

采用聚苯乙烯(PS)催化氘化技术,在使苯环被氘化饱和的基础上,成功地制备出了部分氘化的聚环己基乙烯（D-PVCH,C8H8D6）。用傅里叶红外光谱仪、核磁共振仪对D-PVCH的结构进行了表征,结果表明与目标产物吻合,即苯环被氘饱和转化为环己基,氘代率为41.5%。采用差式扫描量热仪和热重分析仪分析了D-PVCH的热性能,结果表明D-PVCH的玻璃化转变温度为125 ℃,5%失重温度为403 ℃。另外,D-PVCH可溶于常见溶剂,如石油醚、环己烷和甲苯等。与PS相比,D-PVCH具有较好的热稳定性和良好的溶解性能。     

锗掺杂聚合物及其泡沫的制备与表征北大核心CSCD

采用稳定自由基聚合法合成了锗掺杂聚苯乙烯类聚合物,并利用聚合物溶液的热致相分离原理和冷冻干燥技术制备出具有多孔结构的锗掺杂泡沫材料。通过核磁共振氢谱、等离子体发射光谱及扫描电镜等测试手段表征了聚合物分子和泡沫结构。结果表明,聚合物分子具有极窄的分子量分布,锗掺杂原子分数为2．6％;泡沫具有多孔网络结构和薄片状骨架,骨架间的孔洞尺寸为1～10／zm,泡沫骨架随密度的降低趋于细化,孔洞变大。     

氘、氚代聚苯乙烯单体abinitio研究

用HF,MP2及BLYP从头算方法,在6—31G基组水平上,优化了聚苯乙烯单体基态的平衡几何构型.主要用BLYP6—31方法研究了氘、氚代聚苯乙烯单体(DPS,PST)的正则振动频率、红外光谱强度、C—D键键能,并对正则振动模式进行了简单分析,同时研究了DPS,PST单体中温度、压强与熵的关系. 关键词： 平衡几何构型 正则振动频率 红外光谱强度 键能     

聚苯乙烯/纳米铝复合材料的流变特性及纺丝研究

为有效制得Z箍缩氘代聚苯乙烯/纳米铝(DPS/AlNPs)导电丝阵材料，采用PS中掺入AlNPs制备PS/AlNPs复合材料纤维进行模拟研究。研究了温度及剪切速率等因素对PS/AlNPs复合材料流变性能的影响、复合材料熔体的结构变化及流动状态与可纺性能的关系，以及PS/AlNPs纤维的形貌、热稳定性能和力学性能。结果表明:PS/AlNPs熔体属于典型剪切变稀型非牛顿流体，熔体的表观粘度与温度呈现负相关，240~260 ℃时复合材料的非牛顿指数介于0.462~0.546，结构黏度系数介于1.8~2.1，黏流活化能介于77.2~104.6 kJ·mol-1，具有良好的可纺性。PS/AlNPs纤维表面光滑，对AlNPs粒子包覆良好且对其抗氧化非常有利，其中当AlNPs质量分数为1%时纤维的断裂伸长率突出、掺量为5%时其断裂强度较高。     

掺杂聚苯乙烯制备研究

 讨论了惯性约束聚变研究中采用化学及物理手段在聚苯乙烯（PS）材料掺杂卤素、硅、氘等非金属元素以及铁、铬、钛等金属元素的原理和方法。利用硅烷偶联剂对氧化物表面进行了预处理，采用本体聚合的方式将氧化物掺杂在PS网络之中，简述了它们在ICF中的应用。     

低密度聚环己基乙烯泡沫的制备

低密度CH聚合物多孔材料是惯性约束聚变(ICF)的重要靶材料,利用热致相分离原理对低密度聚环己基乙烯泡沫的制备进行了研究。首先通过聚苯乙烯(PS)氢化反应制备了聚环己基乙烯(PVCH),经过溶剂选择,确定以环己烷/1,4-二氧六环为溶剂体系,经热致相分离和冷冻干燥技术制备出低密度PVCH泡沫。通过分析溶液浓度对泡沫密度的影响,确定了泡沫密度与聚合物溶液质量浓度之间的关系,在0.04~0.15 g/cm3范围之内可实现对泡沫密度的有效控制。泡沫孔结构测试结果表明随着密度的增加,平均孔径有升高的趋势,孔径分布趋于单一化,孔径范围为23.63~0.83μm。     

聚环己基乙烯的合成工艺及其性能

靶用氘代聚合物的合成与性能研究一直是ICF领域的研究热点。采用聚苯乙烯(PS)经氢化反应制备出非氘代聚环己基乙烯(PVCH),利用傅里叶红外光谱仪、核磁共振仪和凝胶渗透色谱对PVCH结构进行了表征,表征结果与目标结构吻合良好,同时摸索出最优合成条件,并通过差式扫描量热仪和热重分析仪对其热性能进行分析。结果表明:PVCH相对于PS的玻璃化转变温度和初始分解温度都有所提高,分别达到146℃和345℃;PVCH在溶解度方面也得到改善,可以完全溶于石油醚和环己烷中。     

氘代试剂极性对2,2''-联吡啶-4,4''-二甲酸乙酯1H-NMR谱图的影响

由于溶剂极性的影响，2，2'-联吡啶-4，4'-二甲酸乙酯在DMSO-d6（氘代二甲基亚砜）和CDCl3（氘代三氯甲烷）中测得的^1H-NMR谱图具有很大的差异。     

氢氧化镁对聚苯乙烯燃烧产物的影响

聚苯乙烯和含阻燃剂氢氧化镁的聚苯乙烯复合物在气密性良好的燃烧室中燃烧，燃烧产物分别采用气相色谱和气相色谱/质谱进行分析．结果表明，氢氧化镁对聚苯乙烯燃烧产物有明显的影响．随着氢氧化镁含量的增加，二氧化碳的浓度逐渐降低；残渣中焦碳的含量以及大多数的挥发性和半挥发性有机产物，尤其是聚苯乙烯单体和一些多环化合物明显增加．这意味着氢氧化镁的存在改变了聚苯乙烯的燃烧反应路径，导致了聚苯乙烯的不完全燃烧，降低了可燃性．     

氘代溶剂对丙烯酰胺溶剂化作用的NMR研究

用¹H NMR谱研究了丙烯酰胺（AM）分别在氘代氯仿（CDCl₃）和氘代二甲基亚砜（DMSO-d₆）溶剂以及在不同比率的混合溶剂中,AM的烯键C上的反式两个质子的谱峰位置开始相向移动,重叠,后又反向交错以致形成“类似镜像”的现象,用溶剂化作用讨论了成因;混合溶剂中,随着DMSO-d₆摩尔分数的增加,－NH₂质子和溶剂残余水质子的化学位移逐渐都向低场移动,这与－NH₂和DMSO之间形成氢键,－NH₂和水质子之间既有氢键生成又有质子交换有关.     

基于温度梯度的ICF冷冻靶均化技术研究

惯性约束聚变(ICF)冷冻靶中氘氘(D2)、氘氚(DT)等燃料冰层在靶丸中的分布由靶丸所处的温度场决定。在氘氘冷冻靶中,垂直温度梯度引起的气-液界面张力梯度可以抵消重力作用,使氘氘液体在靶丸内均匀分布;然后在氘氘的三相点附近缓慢降温,可以实现燃料冰层的均化。在氘氘冷冻靶均化实验系统上,采用温度梯度结合制冷速率与制冷过程控制的方法,实现了1mm直径、30μm壁厚的辉光放电聚合物(GDP)靶丸中氘氘冰层的均化,对背光阴影图像中亮环位置进行分析表明:氘氘冰层的平均厚度为185.56μm,均匀度为80.2%,模数-功率谱曲线中模数2~100对应的内表面粗糙度为2.26μm。     

交联型微米级聚苯乙烯粒度标准物质的研制北大核心CSCD

采用分散聚合法制备了标称粒径为3μm的单分散交联型聚苯乙烯(PS)微球。相对于线型μm级聚苯乙烯而言,交联型μm级聚苯乙烯的耐热性和耐溶剂性明显提高,其玻璃化温度提高了28.6℃,在常用溶剂中保持不溶解状态。采用扫描电子显微镜(SEM)绝对测量法对交联型μm级聚苯乙烯粒度标准物质进行定值,用美国国家标准技术研究院(NIST)的粒度标准物质校正其放大倍数。定值结果为2.84μm,扩展不确定度为0.08μm。采用F检验法和t检验法检验了样品的均匀性和稳定性。定值过程和均匀性、稳定性都符合国家二级粒度标准物质的要求。μm级交联型聚苯乙烯微球粒度标准物质,可用于高温和腐蚀等极端环境下的粒度分析。     

氘代试剂极性对2,2′-联吡啶-4,4′-二甲酸乙酯~1H-NMR谱图的影响

由于溶剂极性的影响 ,2 ,2′-联吡啶 - 4 ,4′-二甲酸乙酯在 DMSO- d6 (氘代二甲基亚砜 )和 CDCl3 (氘代三氯甲烷 )中测得的1H- NMR谱图具有很大的差异。     

用Mie氏散射理论测量聚苯乙烯微球的折射率

采用全Mie氏散射理论，计算单色平行光被该球粒散射后的光强图案分布.在实验上，把聚苯乙烯小球分散在纯净水中，使其浓度满足光的透过率为70%左右的条件，然后测量单色平行光通过该样品比色皿后的远场衍射图样的第一暗环角半径的数值大小.将该测得的角半径大小同上述采用全Mie氏散射理论计算的不同折射率下的散射光强角分布曲线图相比较，选出与测得的第一暗环角半径大小符合最好者，从而得到国家标准物质聚苯乙烯小球相对于分散剂纯净水的折射率大小，最后得到聚苯乙烯小球的折射率为1.6.本研究为该标准样品提供了一个重要光学参数.