为了改善臭氧处理聚苯乙烯(PS)单层球与聚乙烯醇(PVA)溶液生成的双层乳粒在油相中的分散性,提高大尺寸双层球的成活率,在双层球制备过程中采用了非离子型表面活性剂Tween 20 (T-20)来改性该种PS单层球。结果表明经表面活性剂T-20改性后显著降低了PS薄膜的亲水接触角,提高了PS与PVA间的相互作用,同时也大幅度提高了PS薄膜对PVA的吸附速率。红外光谱和紫外-可见分光光度计的测试结果证明：在PVA固化过程中,由于PVA与T-20的相比太大,PS表面吸附的表面活性剂T-20部分会被PVA置换、迁移至PVA溶液中。 T-20的迁移提高了制备双层球过程中水相与外油相的粘度比且显著降低PVA溶液表面张力,从而有利于实现双重乳粒在油相中的单分散。因此,T-20是制备大尺寸PS-PVA双层空心微球有效的表面活性剂。

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 μm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 μm的PS微球比例介于40%~60%之间。

在乳液微封装技术制备聚苯乙烯空心微球的工艺中，固化过程是决定微球球形度及壁厚均匀性的关键阶段。基于乳粒发生器制备内径(850±10) μm、壁厚(250±25) μm的复合乳粒，以25 ℃,45 ℃和65 ℃作为固化温度，考察了固化温度对微球球形度和壁厚均匀性的影响。结果表明，固化温度越低，界面张力越高，乳液固化速率越慢，微球球形度和壁厚均匀性越好。当固化温度为25 ℃时，批次微球中球形偏离值优于2 μm的微球产率为90%，壁厚偏差值优于2 μm的微球产率为40%，明显优于固化温度为45 ℃和65 ℃时微球的质量。

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700~900 μm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。

随着高功率激光器的飞速发展，ICF物理实验对聚苯乙烯(PS)-聚乙烯醇(PVA)双层空心微球的规格要求逐渐提高，直径要求将达到700～900 μm。针对该直径范围的PS-PVA双层空心微球，通过采用PS球臭氧化表面改性技术和搅拌桨叶轮结构优化技术，对传统乳液微封装法制备双层空心微球工艺进行了改进，臭氧化表面改性后PS固体核心发生憎水-亲水转变，提高了PS与PVA之间的作用强度; 搅拌桨叶轮结构优化，改善了体系容器内溶液流场均匀性，使得微球在整个体系中的运动相对平稳，从而初步制得了直径范围在700～900 μm的双层空心微球。

在聚苯乙烯(PS)-聚乙烯醇(PVA)-碳氢聚合物(CH)三层球的设计中制备PVA涂层的方法主要包括乳液微封装法、炉内成球涂层法、浸(旋)涂法、界面缩聚法及喷涂法等，前三种方法目前最为常用。总结了前三种制备PVA涂层方法的优缺点及目前的研究和制备现状。乳液微封装法适合于500 μm以下小尺寸双层球的制备，具有微球成活率高、产品质量较好等优点，但制备过程受人为因素影响较大，且不易制备大直径双层球。炉内成球涂层法也适用于小尺寸双层球的制备，其制备周期短，但液滴发生器的设计苛刻，PVA层的均匀性差，且不易制得较大尺寸的双层球。浸(旋)涂法可制备1000 μm以上的大直径双层球，但该方法中影响PVA涂层铺展的因素较多，得到的PVA涂层均匀性较差，且涂层很薄。

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。

基于二次乳化技术产生W1/O/W2双重乳液, 采用乳液微封装技术制备聚-α-甲基苯乙烯(PAMS)空心微球, 研究了部分工艺参数对PAMS微球缺损形态和比例的影响。实验结果表明：薄壁微球的低强度导致了微球表面缺损。当微球壁厚一定时, 有3个因素影响缺损微球比例：W2相中聚乙烯醇质量分数、CaCl2质量分数和O/W2的相比, 当它们分别为1.0%, 1.5%, 0.01时, 薄壁(≤2 μm)微球的缺损比例低于40%, 球壳内也无气泡存在。