制备低密度聚-4-甲基-1-戊烯泡沫中的热性能研究

 在聚-4-甲基-1-戊烯(pmp)低密度泡沫的制备中,利用示差扫描量热（DSC）分析仪对pmp聚合物在均四甲苯/萘所组成的溶剂/非溶剂二元体系中的凝胶化过程进行在线测量。测定了它的凝胶化范围以及凝胶化温度与冷却速率和pmp在溶剂/非溶剂体系中所占比例的关系。利用热重-示差扫描量热（TG-DSC）系统对所制备的低密度pmp泡沫的热性能进行了分析,得到了泡沫密度变化对热稳定性等的影响。     

低密度聚亚胺酮泡沫的制备

确定了以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了低密度聚亚胺酮泡沫,分析了其质量浓度对泡沫密度的影响,结果显示:泡沫实验密度与聚合物浓度有较好的线性关系,可实现对泡沫密度的有效控制。差示扫描量热法、热重法等热性能测试结果表明:聚亚胺酮泡沫材料的热分解行为与本体材料一致,但玻璃化温度较本体材料玻璃化温度高。泡沫孔结构测试结果表明:随着密度的增加,平均孔径有降低的趋势,孔径分布趋于单一化。对其力学性能进行分析可知:所制备的泡沫硬而强,具有较高的模量和抗压强度,断裂压缩随密度增加而增加。随着泡沫密度的增加,其破坏形变随之增加。     

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。     

靶用低密度聚4-甲基-1-戊烯泡沫的制备与表征

 通过控制体系的受热历史，改进了惯性约束聚变靶材料聚4-甲基-1-戊烯(TPX)泡沫二元溶剂体系的制备工艺，并利用β射线检测和X射线照相技术，对不同制备工艺的泡沫柱进行密度分布表征。结果表明：两种方法检测的结果基本一致，即凝胶过程的冷却速率为1 ℃/min，且凝胶后采用淬冷使其快速固化的方法能制得密度分布均匀的低密度TPX泡沫样品，从而确定了均匀泡沫的最佳制备工艺。由于二元溶剂体系的超低密度TPX泡沫样品孔径太大，极个别大孔可达数百μm，均匀度极低，所以采用TPX的环己烷一元溶剂体系可以成功制备出最低密度达3 mg/cm³的超低密度TPX泡沫样品，且满足Z箍缩物理实验用靶的需求。     

溴掺杂低密度PMP泡沫的制备技术研究

 详细论述了掺溴聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)低密度泡沫的制备方法与性质测量。以PMP为泡沫骨架材料，均四甲苯/萘为溶剂，六溴苯为掺杂单体，利用热诱导倒相法制备出密度20～60 mg/cm³的掺溴低密度泡沫。在理论密度为50 mg/cm³时掺杂溴原子最大质量分数可达58.91%。利用扫描电镜观测泡沫结构表明：聚合物泡沫均是一种“叶片”状开放的结构，“叶片”的大小依赖于聚合物掺杂量的多少。随着掺杂量的增大，可供形核-长大的晶核也逐渐增多，最终得到的聚合物“叶片”较小。整个体系中密度分布是较为均匀的，掺杂单体在整个聚合物体系中基本不存在沉降的趋势。整个泡沫体系在低温区未出现较大的失重，溶剂的脱出较为完全线。     

低密度PMP聚合物泡沫成型控制

为了进一步提高低密度聚-4-甲基-1-戊烯（PMP）聚合物泡沫的成型性能,满足惯性约束聚变物理实验的需求,采用热诱导倒相法结合原位成型和机械加工来进行低密度PMP聚合物泡沫的成型控制研究。 研究结果表明:在热诱导倒相法制备过程中,聚合物溶液形成凝胶后施加气压,再将其在加压状态下在液氮中淬火,可以大大减少得到的PMP/溶剂混合体中大的孔洞,提高其强度,并且在溶剂脱除后PMP泡沫收缩变小,微观结构更加均匀, 孔径更加细小。采用原位成型和机械加工的方法,可以实现低密度PMP聚合物泡沫的精密成型控制。     

压力对Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5大块非晶合金玻璃转变和晶化动力学的影响

利用X射线衍射和差示扫描量热分析研究了高温高压下Zr_46.75Ti_8.25Cu_7.5Ni₁₀Be_27.5大块非晶合金的玻璃转变和晶化行为，结果发现压力降低了该大块非晶合金中的自由体积、热焓和晶化激活能. 关键词： 大块非晶合金 高压 差示扫描量热分析 玻璃转变     

卤素掺杂PMP低密度泡沫材料的研制

在ICF实验研究中，聚4-甲基-1-戊烯（PMP）因只包含C、H两种元素，且泡沫容易加工成型，因而在ICF物理实验中得到了广泛的应用。近年来随着强激光技术的发展，在实验室中利用激光与黑腔靶耦合产生的辐射场开展辐射输运实验研究已成为可能。在辐射输运过程中，输运介质的性质影响着辐射传输的过程。若在腔内泡沫材料中掺入一定量的中、高原子序数亿l介质可以在输运介质热容量变化不大的同时大为降低泡沫中的Rosseland平均自由程，从而提高其辐射传输光学厚度。因此，进行掺杂聚合物低密度泡沫材料的研制具有重要的意义。本年度主要开展了卤素掺杂PMP低密度泡沫材料的研制工作，六氯苯和六溴苯具备溶剂（均四甲苯／萘）的良好相溶性及较高的卤素原子含量，以六氯苯和六溴苯为掺杂单体，PMP为泡沫骨架材料，利用热诱导倒相法制备出最大质量分数为58．91％的卤素掺杂低密度泡沫材料。     

压力对Zr46.75Ti8.25 Cu7.5Ni10Be27.5大块非晶合金玻璃转变和晶化动力学的影响

利用X射线衍射和差示扫描量热分析研究了高温高压下Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5大块非晶合金的玻璃转变和晶化行为,结果发现压力降低了该大块非晶合金中的自由体积、热焓和晶化激活能.     

强场物理与快点火靶的制备

采用本体聚合技术合成全氘代聚苯乙烯（DPS），所得聚合物分子量约250000，分散度约3，氘代率为98．7％。采用热诱导相分离技术制备全氘代聚苯乙烯泡沫。在室温溶解DPS于溶剂中，然后转入轴向冷却模具，进行单向冷却，直到溶剂完全冷冻，最后取出冷冻样置于冷冻干燥仪中进行冷冻干燥，待溶剂完全脱出后即得泡沫。通过对二恶烷／环己烷混合溶剂相图，以及PS一混合溶剂体系的相图的测定，     

低密度三羟甲基丙烷三丙烯酸酯泡沫的研制

 以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）为原料，结合紫外光固化及冷冻干燥工艺，成功制备了密度在4～20 mg/cm³、可自支撑的TMPTA泡沫柱。试验研究发现，泡沫的收缩导致实际密度与理论密度的比值大于1，且随理论密度的增加而减小；热失重测试表明泡沫的热分解温度达到290 ℃；SEM测量表明泡沫具有均匀、开放的网络结构。压汞仪测试表明泡沫的孔径主要分布在3.0～7.5 mm之间，平均孔径为7.37 mm。TMPTA泡沫柱已成功地应用于近年的Z箍缩物理试验中。     

软质聚氨酯泡沫塑料的低温热导率

讨论了软质聚氨酯泡沫塑料对流判据的低温传热机理.根据软质聚氨酯泡沫塑料结构简图,将各种参数和低温数据带入对流判据公式,得到对流判据L的计算结果.计算了软质聚氨酯泡沫塑料的低温热导率.为了与计算的低温热导率比较,采用测试硬质泡沫塑料热导率的稳态热流双试样保护热板装置,测试了软质聚氨酯泡沫塑料的低温热导率,最后给出了低温热导率与温度关系曲线.根据试验,讨论了低温热导率的影响因素如温度、密度、吸水率等.     

金掺杂PMP泡沫的制备与表征

以聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)为泡沫骨架材料,金颗粒为掺杂材料,均四甲苯与萘为混合溶剂体系,通过热诱导倒相技术制备出金掺杂低密度聚合物泡沫。实验结果表明:在金含量不变的情况下,掺杂泡沫的实际密度与理论密度呈线性关系;在理论密度不变的情况下,掺杂泡沫的实际密度随掺杂质量分数的增加趋近于理论值;金实际掺杂质量分数低于理论掺杂质量分数;掺杂泡沫与纯PMP泡沫具有类似的孔洞结构,随掺杂质量分数的增加泡沫的孔洞直径分布变宽且网络骨架尺寸有变大的趋势。     

聚丙烯酸酯泡沫密度均匀性的射线检测技术

 低密度泡沫材料大多存在一定程度的密度不均匀性，这对其后续使用性能将带来不良影响。文中简述了ICF靶用聚丙烯酸酯泡沫的制备方法，并利用β射线和X射线检测技术，对直径为mm量级的低密度聚丙烯酸酯泡沫柱进行密度分布表征。研究结果表明：泡沫柱沿轴向的密度分布比较均匀，而沿径向呈内低外高分布，形成了明显的密度梯度。实验表明：射线检测技术测量靶用低密度泡沫的方法可基本满足目前的实验要求，但密度分辨率和空间分辨率还有待进一步提高。     

μm量级钨掺杂PMP泡沫制备

以聚-4-甲基-1-戊烯（PMP）为泡沫骨架,m量级钨为掺杂材料,超高分子量聚乙烯（UHWPE）为溶液粘度控制剂,通过热诱导倒相技术实现了低密度钨掺杂聚合物泡沫的制备。实验结果表明:当UHWPE质量分数为25%时,能够实现粒径10 m的钨在泡沫体内的均匀掺杂;泡沫密度为20 mg/cm3时,钨掺杂质量分数最高可达60%。