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--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。     

厚壁空心微球的球形度和壁厚均匀性的表征研究

为建立高效简洁的厚壁空心微球球形度和壁厚均匀性的表征和测量方法,以内径850 m、壁厚25 m的厚壁聚苯乙烯（PS）微球为测量对象,分析球形度和壁厚均匀性的表征方法,探讨测量过程中采样方式对表征微球球形度和壁厚均匀性的影响。研究表明：对于批量微球球形度和壁厚均匀性的表征,当抽样数目不小于30时,测量结果之间的差异很小;而对于单一微球的球形度和壁厚均匀性的表征,至少3个不同投影面的测量结果的平均值才趋于稳定。不同投影面导致球形度或壁厚均匀性较差的批次样品的测量结果有一定差异,多次投影测量可提高测量结果的可靠性。     

点火靶尺度聚苯乙烯空心微球的球形度

为提高惯性约束聚变（ICF）点火靶尺度（约2 mm）聚苯乙烯（PS）空心微球的球形度,研究了油相与外水相界面张力、初始油相质量分数和固化旋转流场转速对PS微球球形度的影响。结果表明,将双重乳液体系外水相中的表面活性剂聚乙烯醇（PVA）替换为聚丙烯酸（PAA）后,油相与外水相之间的界面张力增大了约10倍,PS空心微球的球形度显著提高,球形偏离度小于1 m的微球比例由5%增加至约50%;但是,在较宽范围内改变油相初始质量分数及旋转固化流场转速,对PS微球球形度的影响并不显著,球形偏离度值小于1 m的PS微球比例介于40%~60%之间。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

三甲基硅烷化改性二氧化硅气凝胶

采用六甲基二硅氮烷对二氧化硅凝胶进行疏水处理,得到了疏水性的二氧化硅气凝胶。用红外光谱和热分析表征处理前后二氧化硅气凝胶的性质,用测量显微镜跟踪处理前后气凝胶柱在空气中直径变化。结果表明,处理后气凝胶的表面羟基明显减少,在空气中的吸潮性大大降低,圆柱体在空气中的径向收缩率从30%降至3%。     

T型微通道内溶胶液滴形成过程

以制备空心玻璃微球的前体溶胶和硅油为原料,采用实验观测和数值模拟的方法,对T型微通道内溶胶乳液形成过程进行研究。基于液滴的受力分析,建立了液滴形成过程的数学模型,探讨了液滴大小的变化规律。研究结果表明:对于给定的物料体系和T型微通道,通过改变两相流量可以有效地控制液滴尺寸;在相同的分散相流量条件下,增大连续相流量可以减小液滴尺寸,但连续相流量大到一定程度后,这种效果逐渐减弱;在给定的连续相流量条件下,分散相流量越大,液滴直径越大;利用数学模型计算出的液滴直径与实验值偏差在10%左右。根据模拟结果和摄像分析,液滴产生过程经历了静态长大和缩颈剥离两个主要阶段。