1 西南科技大学 材料科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
聚α-甲基苯乙烯(PAMS)是制备激光惯性约束聚变(ICF)用靶丸的重要芯轴材料之一。采用快速热解气相色谱-质谱法(Py-GC-MS)和热重分析技术(TG/DTG)分析了不同分子量PAMS的热降解产物和热降解温度, 并通过Arrhenius方程计算了不同分子量PAMS的等温热降解活化能。结果表明: 分子量对PAMS热降解产物的影响可忽略不计, 其热降解产物均为α甲基苯乙烯单体, 且产率均接近100%; 热降解温度随PAMS分子量的增加而降低, 其热降解温度介于240~450 ℃之间; 在相同降解率下, 随分子量的减小, PAMS的热降解活化能增加, 且PAMS的热降解活化能随着热降解率的增加而增加。
聚α-甲基苯乙烯 热降解 分子量 活化能 激光惯性约束聚变 poly-alpha-methylstyrene thermal degradation molecular weight activation energy inertial confinement fusion (ICF) 强激光与粒子束
2018, 30(11): 112001
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 西南科技大学 材料科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
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300~800 kg·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300 kg·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。
聚-α-甲基苯乙烯 固化 扩散通量 乳液 poly (alpha-methylstyrene) solidification diffusion flux emulsion 强激光与粒子束
2015, 27(3): 032030
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
采用汇聚式双重乳液发生器通过乳液微封装技术制备得到了毫米级单分散的聚-α-甲基苯乙烯空心微球。初步研究了各相流速对乳液形成过程、乳液直径及其分散度的影响。基于获得的单分散双重乳液, 采用旋转蒸发方式固化得到了分散度小于3%、直径800~1200 μm的聚-α-甲基苯乙烯空心微球。
聚-α-甲基苯乙烯 空心微球 乳粒发生器 单分散 poly(α-metylstyrene) capsule double-emulsion generator monodisperse 强激光与粒子束
2012, 24(11): 2647
1 西南科技大学 材料科学与工程学院， 四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
利用热分析技术(TG/DTG)对聚-α-甲基苯乙烯(PAMS)在氮气气氛下以不同升温速率为条件进行热降解动力学研究。研究结果表明：PAMS的热降解步骤为一步反应，在升温速率为10 ℃/min时，主要失重温度区间为302～343 ℃，热失重速率最大时温度为325 ℃。在同一温度下，随着升温速率的不断提高，主要降解温度向高温区移动。采用了Kissinger，Flynn-Wall-Ozawa及Coats-Redfern方法研究其动力学参数，确定了PAMS的降解活化能在160～220 kJ/mol之间、反应级数为一级。
惯性约束聚变 降解芯轴技术 聚-α-甲基苯乙烯 热重分析 动力学 inertial confinement fusion decomposable mandrel technique poly-alpha-methylstyrene thermal gravity analysis kinetics 强激光与粒子束
2012, 24(10): 2400
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
在采用乳液微封装技术制备聚-α-甲基苯乙烯（PAMS）空心微球的双重乳液固化过程中，为研究油包水（W1/O）复合液滴与外水相（W2）之间的密度匹配度对最终PAMS空心微球球形度的影响，理论研究了不同初始外径和油层厚度的复合液滴在不同固化时刻的平均密度；实验测量了W1/O复合液滴在固化过程中的油相质量分数及复合液滴的平均密度。研究结果表明：双重液滴固化过程的关键阶段为油相质量分数从20%增加至60%的过程。在双重乳液固化的关键阶段，当复合液滴与外水相的密度不匹配度由0.004 95 g/cm3降低至0.000 02 g/cm3时，微球球形偏离度值低于10 μm的PAMS微球粒子分数从14.3%提高至93.3%；调节外水相的组分来降低双重乳液与外水相在固化关键阶段的密度不匹配度,可显著提高最终PAMS微球的球形度。
微封装 双重乳液 密度匹配 聚-α-甲基苯乙烯 固化 microencapsulation double emulsion density match poly(α-methylstyrene) curing
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
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。
聚-α-甲基苯乙烯 空心微球 缺损 乳液微封装 poly-(α-methylstyrene) hollow microsphere defect emulsion microencapsulation
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
采用热重分析技术研究了4种聚-α-甲基苯乙烯原料和其它微球壳层材料的热降解温度。研究表明，聚-α-甲基苯乙烯原料主要失重温度范围为220～340 ℃，等离子体辉光放电涂层材料的降解温度为350～450 ℃。升温速率在20 ℃/min和30 ℃/min时，降解温度基本相同，升温速率不影响降解的温度范围，低于20 ℃/min时，随着升温速率升高，降解温度升高。
惯性约束聚变 聚-α-甲基苯乙烯 降解温度 降解芯轴技术 热重分析 inertial confinement fusion poly(alpha-methylstyrene) pyrolysis temperature decomposable mandrel technique thermal gravity analysis
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
2 四川大学 化学学院,成都 610064
通过对微球表面进行紫外臭氧的处理,改善了镍层在微球表面的沉积性,经紫外臭氧处理的聚-α-甲基苯乙烯微球通过红外图谱和红外图像表征,用扫描电镜测量处理前后的镀镍微球表面形貌。结果表明:经过紫外臭氧联合处理后,微球表面被氧化,同时接入了氨基,且处理过的微球镀镍后的结合力和表面形貌得到了明显改善。从而得出用紫外臭氧表面改性的方法可以提高塑料微球和金属壳的结合力。
化学镀镍 聚-α-甲基苯乙烯球 紫外臭氧处理 红外图像 electroless nickel plating poly-α-methylstyrene microsphere ultraviolet and ozone pretreatment FT-IR imaging
中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
降解芯轴技术是制备激光惯性约束聚变靶丸的重要技术之一.采用热分析技术研究了聚-α-甲基苯乙烯(PAMS)热降解温度,采用裂解色谱-质谱联用技术分析了PAMS的热降解产物.研究表明:PAMS降解温度范围为260～320 ℃,在此温度下PAMS降解产物主要是α-甲基苯乙烯单体,另外还有微量四氢呋喃溶剂残留及α-甲基苯乙烯二聚体.因主链上季碳原子的存在,PAMS的热降解过程以端基裂解的解聚反应为主,单体产率超过99%.
激光惯性约束聚变 降解芯轴技术 ICF靶 聚-α-甲基苯乙烯 降解产物
