二乙烯基苯空心泡沫微球的制備與表征.pdf

1、當(dāng)今世界隨著生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展，能源問(wèn)題日益嚴(yán)重，清潔、高效將是人類以后對(duì)能源來(lái)源的終極要求。慣性約束核聚變（Iertial Confinement Fusion，ICF）能作為一種新能源得到越來(lái)越多的關(guān)注。ICF研究中，為了提高能量增益，需要盡量降低靶丸的密度，提高燃料的濃度。泡沫材料具有多孔，高比表面積的特點(diǎn)，不僅可以吸附大量燃料液態(tài)氘氚，而且通過(guò)泡沫結(jié)構(gòu)中微米級(jí)的蜂窩孔徑有助于固體氘氚形成較細(xì)的晶粒，有效提高表面光潔度，最終形成具有

2、光滑表面的冰層。所以，泡沫多孔聚合物空心微球作為一種可以獲得能量高增益的靶型正在得到越來(lái)越多的關(guān)注，并開(kāi)始作為低溫冷凍靶應(yīng)用于ICF實(shí)驗(yàn)中。
　　 靶丸的設(shè)計(jì)者認(rèn)為泡沫材料的元素組成以只含有C、H為最好，所以，二乙烯基苯（DVB，C10H10）泡沫多孔聚合物作為一種可以獲得能量高增益的靶型正在得到越來(lái)越多的關(guān)注，并開(kāi)始作為低溫冷凍靶應(yīng)用于ICF實(shí)驗(yàn)。本論文主要目的是制備適用于ICF研究的空心泡沫微球。
　　 首先，本文根

3、據(jù)微乳液技術(shù)和微流體技術(shù)，參考相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)組裝了幾套雙重微乳粒的制備裝置，其中包括三噴嘴雙重微乳粒制備裝置、T型微通道雙重微乳粒制備裝置、雙T微通道微乳粒制備裝置和新型三噴嘴雙重微乳粒制備裝置。利用這幾種裝置，以DVB的鄰苯二甲酸二丁酯溶液為中間油相，制得了直徑0.6～4.0mm，壁厚80～3500μm的DVB雙重微乳粒。同時(shí)分析了各裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，討論了各裝置對(duì)雙重微乳粒尺寸控制的影響因素。然后，利用水平旋轉(zhuǎn)水浴加熱方式，使所制得的D

4、VB雙重微乳粒凝膠固化，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，提高了雙重微乳粒到凝膠微球的轉(zhuǎn)化率，再利用超臨界CO2干燥方式將凝膠后微球干燥，避免了常壓下干燥出現(xiàn)的泡孔收縮坍塌的現(xiàn)象發(fā)生，但仍有較大的收縮。其次，利用各種測(cè)試方法包括光學(xué)顯微鏡、電子掃描顯微鏡和X射線透射顯微鏡等，對(duì)所制得的DVB空心泡沫微球的尺寸和形貌進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示所制得的DVB空心泡沫微球球形度大于99％，不同心度小于5％，符合ICF實(shí)驗(yàn)要求。最后，通過(guò)界面縮聚在微球表面進(jìn)行了聚對(duì)乙