【摘要】：激光慣性約束聚變(inertial confinement fusion,簡(jiǎn)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(zhì)基礎(chǔ)。由于其優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和力學(xué)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(shí)現(xiàn)內(nèi)爆的球面聚心,ICF用聚合物空心微球?qū)η蛐味�、壁厚均勻性和表面粗糙度等質(zhì)量參數(shù)都有嚴(yán)苛要求。本論文利用乳液微封裝技術(shù)制備聚苯乙烯空心微球,研究了固化過程中溫度和流場(chǎng)這兩個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)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(diào)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(fù)合乳粒),研究了溫度對(duì)PS微球球形度和壁厚均勻性等質(zhì)量參數(shù)的影響。結(jié)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(fù)合乳粒固化速率,從而增強(qiáng)復(fù)合乳粒球形化驅(qū)動(dòng)力和復(fù)合乳粒"可逆"形變時(shí)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(duì)PS微球形變基礎(chǔ)上,根據(jù)乳粒固化過程中油相濃度隨時(shí)間的變化曲線,通過階段控溫時(shí)間點(diǎn)的設(shè)定進(jìn)一步研究了固化過程中溫度對(duì)復(fù)合乳粒形變影響。階段升溫實(shí)驗(yàn)(以25℃固化,在不同時(shí)間點(diǎn)升溫繼續(xù)固化)表明,隨著升溫時(shí)間點(diǎn)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(shí)驗(yàn)(以55℃固化,在不同時(shí)間點(diǎn)降溫繼續(xù)固化)表明,隨著降溫時(shí)間點(diǎn)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(shí),內(nèi)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(dòng)性好,升溫后乳粒形變得以很好的回復(fù),固化后期乳粒流動(dòng)性差,升溫后已經(jīng)產(chǎn)生的形變難以回復(fù);而55℃降溫固化時(shí)則是由密度匹配向不匹配變化,因此在后期降溫對(duì)微球質(zhì)量影響更小。在研究旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)對(duì)微球形變的影響方面,本論文研究了轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)燒瓶尺寸對(duì)微球形變的影響。結(jié)果表明,轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)燒瓶對(duì)PS空心微球形變影響明顯。對(duì)于厚壁PS空心微球,較高轉(zhuǎn)速有利于改善其壁厚均勻性,這可能是由于較高轉(zhuǎn)速增加了剪切力,有利于復(fù)合乳粒同心化。不同形狀旋轉(zhuǎn)燒瓶的實(shí)驗(yàn)結(jié)果增表明當(dāng)燒瓶中乳粒個(gè)數(shù)相同時(shí),微球球形度和壁厚均勻性隨燒瓶長(zhǎng)度增加呈顯先增高后降低的趨勢(shì),而乳粒個(gè)數(shù)與外水相體積成比例時(shí)燒瓶長(zhǎng)度對(duì)微球質(zhì)量無(wú)明顯影響。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O632.13

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2576055