【摘要】：激光慣性約束聚變(inertial confinement fusion,簡記為ICF)是獲得可控聚變能源的主要方式之一。聚合物空心微球是ICF研究亟需的物質基礎。由于其優(yōu)良的化學穩(wěn)定性和力學性能,聚苯乙烯(polystyrene,PS)成為研究制備ICF用聚合物微球的首選原料之一。為實現(xiàn)內爆的球面聚心,ICF用聚合物空心微球對球形度、壁厚均勻性和表面粗糙度等質量參數(shù)都有嚴苛要求。本論文利用乳液微封裝技術制備聚苯乙烯空心微球,研究了固化過程中溫度和流場這兩個關鍵因素對PS空心微球形變的影響。本論文在保證密度匹配前提下,通過調節(jié)固化溫度(分別以25℃、45℃和65℃作為固化溫度恒溫固化PS復合乳粒),研究了溫度對PS微球球形度和壁厚均勻性等質量參數(shù)的影響。結果表明降低固化溫度能有效提高油水相之間界面張力,降低復合乳粒固化速率,從而增強復合乳粒球形化驅動力和復合乳粒"可逆"形變時間,改善了PS空心微球球形度和壁厚均勻性。在研究不同固化溫度對PS微球形變基礎上,根據(jù)乳粒固化過程中油相濃度隨時間的變化曲線,通過階段控溫時間點的設定進一步研究了固化過程中溫度對復合乳粒形變影響。階段升溫實驗(以25℃固化,在不同時間點升溫繼續(xù)固化)表明,隨著升溫時間點延遲,球形度和壁厚均勻性好的PS空心微球微球產(chǎn)率呈先上升后降低的規(guī)律,而階段降溫實驗(以55℃固化,在不同時間點降溫繼續(xù)固化)表明,隨著降溫時間點延遲,球形度和壁厚均勻性好的PS空心微球微球產(chǎn)率都有所降低,這主要是由于25℃時,內水相與油相密度差較大,升溫后密度差減小。在固化前期,乳粒由于流動性好,升溫后乳粒形變得以很好的回復,固化后期乳粒流動性差,升溫后已經(jīng)產(chǎn)生的形變難以回復;而55℃降溫固化時則是由密度匹配向不匹配變化,因此在后期降溫對微球質量影響更小。在研究旋轉流場對微球形變的影響方面,本論文研究了轉速和旋轉燒瓶尺寸對微球形變的影響。結果表明,轉速和旋轉燒瓶對PS空心微球形變影響明顯。對于厚壁PS空心微球,較高轉速有利于改善其壁厚均勻性,這可能是由于較高轉速增加了剪切力,有利于復合乳粒同心化。不同形狀旋轉燒瓶的實驗結果增表明當燒瓶中乳粒個數(shù)相同時,微球球形度和壁厚均勻性隨燒瓶長度增加呈顯先增高后降低的趨勢,而乳粒個數(shù)與外水相體積成比例時燒瓶長度對微球質量無明顯影響。
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O632.13

【參考文獻】

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本文編號：2576055