分子量对氟苯-聚-α-甲基苯乙烯乳液固化速率的影响

为研究分子量对聚-α-甲基苯乙烯(PAMS)空心微球的乳液微封装制备过程中乳液固化速率的影响,实验采用分子量为300~800kg·mol-1的3种PAMS作为油相,测量在聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)两种外水相环境下,PAMS/氟苯(FB)乳液直径、油相浓度和FB扩散通量随固化时间的变化。结果表明,随PAMS分子量减小,PAMS油相浓度上升趋势变慢,FB扩散通量的峰值在分子量为300kg·mol-1时达到最小。因此,可通过降低PAMS分子量的方式来延长乳液的固化时间,从而降低FB的扩散速率,使乳液有足够时间调整形变有利于获得良好的微球球形度。     

臭氧化法表面改性聚苯乙烯薄膜

 为增强聚苯乙烯(PS)与聚乙烯醇(PVA)之间的结合力,进而提高PS-VA双层空心微球存活率。利用臭氧化改性法在酸性介质中对聚苯乙烯薄膜进行表面改性,用红外光谱对处理后的表面进行了半定量的分析。结果表明：改性过后聚苯乙烯表面产生羟基、羰基等极性基团;接触角测试证明,处理后的表面由憎水变为亲水,并通过纳米压痕划痕法得到了处理前后PS与PVA薄膜之间的相互作用强度,臭氧化改性后PS与PVA膜间作用强度增大了40%。     

双喷嘴乳粒发生器的研制及初步应用

 叙述了双喷嘴乳粒发生器的工作原理、设计关键点及设计思路,利用该发生器开展了双层乳粒的制备实验研究工作。研制的双喷嘴乳粒发生器在喷嘴处的3层管的位置能够通过简单调节达到同心,使得双层乳粒包覆的可靠性得到提高。研究了制备的乳粒的分散性和稳定性,并分析了形成双层乳粒的油相和水相的流速比,结果证明：利用所研制的双喷嘴乳粒发生器可以容易地制备出单分散性双层乳粒,油相与水相的流速比为0.3~15.0时,可形成双层乳粒。     

大直径W1/O/W2乳粒的稳定性

在准静态条件和旋转流体场中采用乳液微封装技术制备约2 mm的大直径W1/O/W2乳粒,研究了有机相浓度和水溶性聚合物浓度对W1/O/W2乳粒稳定性的影响。从乳粒受力和变形的角度,探索了旋转流体场对W1/O/W2乳粒动力学稳定性的增强作用机制。研究表明:无论是在准静态条件下还是旋转流场中,乳粒稳定性都随聚苯乙烯浓度单一上升,随聚乙烯醇浓度呈现先上升后下降的趋势;相对于准静态条件,旋转流体场在一定条件下对大直径W1/O/W2乳粒的动力学稳定具有明显增强作用。     

离子型表面活性剂对双重乳粒分散性能的影响

为了改善臭氧处理PS单层球与PVA溶液生成的双重乳粒在油相中的分散性,采用了低分子量阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及高分子量混合型表面活性剂十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐(PAVDA)来改性该种PS单层球,测试并分析了不同表面活性剂对相应薄膜亲水接触角及其对PVA吸附速率的影响,同时也考察并对比了静电排斥作用和空间位阻作用对双重乳粒分散性的影响。实验结果表明这三种表面活性剂均能不同程度的改善双重乳粒在油相中的分散性。其中,经SDS和SDBS处理后,双重乳粒在油相中固化时会发生絮凝作用而无法以较高成活率制得大尺寸双层球;经PAVDA处理PS单层球后,实现了以较高的成活率制得700~900μm的PS-PVA双层空心微球。同时,也表明在改善PS单层球的分散性方面,空间位阻稳定作用较静电排斥作用更为有效。     

气相沉积法制备聚酰亚胺微球的均匀性及性能

为满足惯性约束聚变(ICF)对聚酰亚胺(PI)靶丸的要求,研究了气相沉积过程单体加热温度对PI薄膜厚度的影响并测试其均匀性,测试了脉冲敲击模式下复合微球的表面质量。研究了薄膜热环化过程中的结构变化,并对所得PI薄膜进行了热稳定性分析。研究结果表明:脉冲敲击下制备所得复合微球表面粗糙度均方根值波动在29~45nm之间,在相同时间内其薄膜厚度随单体加热温度的增加而增加,通过调节不同单体加热温度,可将薄膜厚度控制在一定范围;薄膜厚度测试发现其较为均匀,横向和纵向各点厚度相差不足1μm;热环化后聚酰胺酸转化为PI,CONH与COOH结合形成C-N键;热重分析数据显示PI薄膜热稳定性较好,600℃左右才开始大量分解。     

脉冲敲击技术对PI微球表面粗糙度的影响

作为点火靶重要候选靶丸之一, 聚酰亚胺 (PI) 空心微球采用降解芯轴技术结合双单体气相沉积聚合法 (VDP) 制备. 在PI涂层过程中微球碰撞对表面质量影响较大, 为了减小碰撞提高表面质量, 选用筛网盘做样品盘, 激励方式由压电振动模式改为脉冲敲击模式进行对比. 实验数据表明微球运动过程中碰撞是引起表面质量变差的原因, 通过理论分析确认了筛网盘通过减少接触点可以减少微球与微球间、微球与样品盘间的碰撞, 并且将压电振动改为脉冲敲击模式可以减小微球碰撞次数. 脉冲敲击模式与压电振动模式相比, 其可控性、微球弹跳幅度、消除静电等方面均优于压电振动. 对于微球壁厚均匀性而言, 压电振动略好于脉冲敲击, 但相差较小. 单个微球的壁厚最大偏差前者为0.68 μm, 优于后者的0.73 μm; 单个微球壁厚平均值在同一批次内的最大起伏, 前者为0.26 μm, 优于后者0.57 μm. 白光干涉仪数据显示脉冲敲击起到了提高微球表面质量的作用, 其表面粗糙度Rq值由52–93 nm 减小到28–44 nm. 关键词： 脉冲敲击技术 聚酰亚胺靶丸 表面粗糙度 壁厚均匀性     

热重分析技术研究聚-α-甲基苯乙烯降解温度

采用热重分析技术研究了4种聚-α-甲基苯乙烯原料和其它微球壳层材料的热降解温度。研究表明,聚-α-甲基苯乙烯原料主要失重温度范围为220～340℃,等离子体辉光放电涂层材料的降解温度为350～450℃。升温速率在20℃/min和30℃/min时,降解温度基本相同,升温速率不影响降解的温度范围,低于20℃/min时,随着升温速率升高,降解温度升高。     

掺锂硼酸盐复合凝胶的制备与表征

 以硼酸三正丁酯、甲醇锂为主要原料,甲醇和四氢呋喃为溶剂,利用溶胶-凝胶法通过优化工艺制备了掺锂硼酸盐凝胶。分别采用粘度分析、热分析、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜及红外光谱,对凝胶形成过程、物相、成分、微观形貌等进行表征。结果表明：对凝胶在150 ℃条件下处理4 h获得干凝胶,干凝胶在450 ℃左右产生结晶的倾向,492 ℃干凝胶已经完全从非晶态转变为晶态,在808 ℃左右晶体熔解;干凝胶是多孔网络结构材料;干凝胶网络结构的基本组成单元是以≡B—O—B=键的方式连接的,其中一个硼原子是四配位,另一个是三配位的。     

PAMS微球制备过程中电解质的影响

为调控固化过程中双重乳液内径的变化和降低聚-α-甲基苯乙烯(PAMS)微球的表面粗糙度,研究了双重乳液固化过程中内外水相中电解质浓度对水在油相液膜中迁移和分相行为的影响。结果表明:仅在外水相中添加电解质时,内水相的渗透压高于外水相,使得内相水向外水相迁移,导致固化后的微球表面起皱。当在内外水相同时添加电解质时,由于平衡了三相之间水的化学势,抑制了水在油相液膜中的迁移和分相,导致PAMS微球壳壁内气泡体积和数量显著降低。同时,在内外水相中同时添加不同浓度的电解质,还可显著改善双重乳液三相之间的密度匹配度,从而提高微球的球形度和壁厚均匀性。