氘代聚乙烯的合成与表征

为满足激光惯性约束聚变(ICF)对氘代聚合物的需求,本工作利用阴离子聚合方法制备的氘代聚丁二烯(PBD6),通过氘气催化加氘的方法,制备了氘代聚乙烯(d-PE)。并通过红外、固体核磁共振以及高温凝胶渗透色谱(GPC)等途径对产物的纯度及氘代率进行了表征。结果表明,本工作合成的氘代聚乙烯产物具有较高的饱和度和氘代率,聚合物的分子量和分散度均达到了ICF实验的初步需要。

全氘代低密度微孔聚苯乙烯泡沫的制备

采用聚合物溶液的热致相分离和冷冻干燥技术,制备了具有开放网络状孔洞结构的全氘代低密度、微孔聚苯乙烯泡沫.该全氘代聚苯乙烯泡沫密度为0.02～0.2 g/cm3,对应的平均孔径为10～0.2 μm,氘代率大于98 %.泡沫形貌结构的分析结果表明,泡沫结构取决于氘代聚苯乙烯溶液的相分离过程.

Z-pinch靶用氘代聚苯乙烯丝的研制及表征

为满足Z-pinch D-D出中子实验对固体燃料容器的要求,设计了1套简易的拉丝装置,并用聚苯乙烯(PS)为原料进行了工艺条件实验,确定出较佳的实验条件.以1 g氘代聚苯乙烯(DPS)为原料,在确定出的实验条件下,控制合适的拉丝速度,可拉出直径为30～100 μm、均匀、具有一定强度的DPS丝.所制备的DPS丝在Z-pinch D-D出中子实验中得到了应用,取得了最大中子产额为2×109 cm-1的实验结果.

全氘代聚苯乙烯的合成与表征综述

较为详尽地综述了全氘代聚苯乙烯(PSD)合成的主要技术路线及惯性约束聚变(ICF)靶用高品质PSD合成路线的选定,并简单介绍了产品PSD分子量及其分布和PSD中氘代率的表征方法。最后对影响合成中应注意的一些问题,进行了初步探讨。

全氘代低密度、微孔聚苯乙烯泡沫的制备

采用聚合物溶液的热致相分离技术,并通过冷冻干燥制备出具有开放状网络孔洞结构的低密度全氘代聚苯乙烯泡沫。采用扫描电镜对泡沫结构进行表征,结果表明,在密度为0.02 g/cm3~0.2 g/cm3时,其平均孔径对应为0.2μm^10μm。利用1H-核磁共振、应力-应变实验和热分析仪器对最终氘代聚苯乙烯泡沫的氘代率、力学性能和热稳定性能进行了分析。

溶液浇铸法制备氘代聚乙烯薄膜

采用改进的溶液浇铸法，用氘代聚乙烯为原料，制备了厚度为100，200，400μm的氘代聚乙烯薄膜。研究了溶液温度、干燥温度、真空加热温度及时间等因素对成膜性、薄膜均匀性和透明性的影响，确定了最佳工艺条件：溶液温度120～130℃，干燥温度80～100℃，加热温度120℃，加热时间1h。3维视频显微镜和原子力显微镜表征结果表明：制备的薄膜透明性较好。厚度较均匀；薄膜表面起伏较小。

氘代对二乙烯基苯的合成

利用魏梯希-霍恩(Witting-Horne)反应合成了标题化合物,通过红外、核磁共振和质谱对产物结构及氘代率进行了表征和分析,结果表明产物氘代率为95%,产物结构符合预定结构。

氘代聚苯乙烯胶体晶体的制备及光学性质研究

以水作为介质合成了高度单分散的氘代聚苯乙烯微球,并利用垂直沉积法制备了高质量的氘代聚苯乙烯胶体晶体。傅立叶变换红外光谱清楚地表明氘代苯乙烯单体发生了聚合反应;扫描电镜表面分析展示出胶体微球的高度有序排列,断面分析表明氘代聚苯乙烯胶体晶体为面心立方结构;光学透射谱显示出氘代聚苯乙烯胶体晶体的高次布拉格衍射特征,通过和理论计算的能带结构对比,进一步证实了氘代聚苯乙烯胶体晶体为面心立方结构;变角度光学透射谱测量显示,随着入射角的增大,(111)面的衍射峰蓝移,而(200)和(220)面的衍射峰发生红移。

反相乳液法氘代聚苯乙烯微孔泡沫的研制

采用反相乳液技术 ,以自制全氘代苯乙烯为聚合单体、二乙烯苯为交联剂 ,在探讨反相乳液法聚合反应机理、表面活性剂的作用机理及其用量对乳液稳定性的影响、有机相 (O相 )芳烃稀释剂及单体的聚集行为与作用机理等的基础上 ,成功地制得了密度为 2 5～ 10 0mg/cm3、蜂窝直径 2～ 6 μm、微孔直径 0 .5～ 1.2

全氘代苯乙烯自由基本体聚合反应研究

以偶氮二异丁腈（ＡＩＢＮ） 为引发剂，首次研究了高转化率（ ＞ ８５ ％ ） 下，温度、引发剂用量等对全氘代苯乙烯自由基本体聚合反应的影响。实验发现，较低的反应温度（ ＜ ９０ ℃） 下，氘代单体聚合产物分子量随温度的升高而降低的速率大于非氘代单体；而温度高于９０ ℃时，升高温度对两者分子量的影响均不十分明显。较低的温度有利于制得分子量分布较窄的产物，且温度对非氘代产物分子量分布的影响更为显著。ＡＩＢＮ 用量小于单体重量的１ ％ 时，氘代及非氘代聚合产物分子量均随ＡＩＢＮ 用量的增加而迅速降低；ＡＩＢＮ 用量大于１％ 时，产物分子量下降趋势均变缓；而温度一定时，ＡＩＢＮ 用量（ 在０ ．５ ～２ ％ 范围内） 对两者分子量分布的影响都较小。

氘代聚苯乙烯丝的力学特性

在Z-pinch出中子实验的研究中,氘代聚苯乙烯(DPS)丝和氘代聚乙烯丝是理想的固体燃料容器。实验采用微型熔融纺丝法制备出直径为30～100μm的聚合物丝样品。通过对聚苯乙烯(PS)丝以及DPS丝的力学性能研究观测到,当伸长率为1%时,PS丝的应力松弛率较小;在不同的外力作用下,PS丝表现出良好的尺寸稳定性。随着DPS丝直径的减小,其强度和伸长率均增加,当直径减小到100μm以下时,丝强度急剧上升。在较小的外力作用下,DPS丝表现出良好的尺寸稳定性。DPS丝的蠕变及应力松弛行为与PS丝具有相同的变化趋势。

全氘代聚乙烯泡沫的制备与表征

全氘代聚乙烯泡沫具有较高D/C值(因为C—D键比C—H键有更大的裂解能,因而更加稳定),是激光惯性约束聚变(ICF)实验中急需的靶材料。采用聚合物溶液的热致相分离技术,首次通过冷冻干燥制备出具有开放状网络孔洞结构的低密度氘代聚乙烯泡沫,并研究了泡沫制备过程中影响结构的因素。采用扫描电镜对泡沫结构进行表征,结果表明,在密度为20～60mg/cm3时,其平均孔径对应为0.2～10μm。利用固体核磁共振、热重对最终氘代聚乙烯泡沫的氘代率和热稳定性能进行了分析,结果显示,合成的氘代聚乙烯泡沫具有较好的热稳定性和稳定的氘代率。

氘代苯乙烯及其聚合物选择性合成研究进展

氘代苯乙烯及其聚合物是一类用途极为广泛的特殊功能有机材料,其合成及应用研究一直是化学界较为重要的研究领域之一。较为详尽地综述了近40年来不同含氘量(分子中的氢部分或全部被氘置换)的苯乙烯(DST)单体及其聚合物(DPS)的选择性合成方法研究进展。

低密度氘代对二乙烯基苯泡沫的研制

通过魏梯希-霍恩(Wittig-Horneew)反应合成了氘代对二乙烯基苯,并利用红外、核磁共振和质谱对其结构及氘代率进行了表征。同时利用高内相乳液法(HIPE)制备了低密度全氘代对二乙烯基苯泡沫。泡沫氘代率、形貌结构和力学性能表征结果表明,材料氘代率为95%,密度为25 mg/cm3时平均孔径为6μm,弹性模量为2.58 MPa。

氘代聚苯乙烯的合成及表征

在惯性约束聚变(ICF)靶材应用领域,氘代聚合物一直占据着重要位置。本文在氘代苯乙烯(D8,98%)中加入质量分数为其0.4%的引发剂,采用本体聚合方法聚合全氘代聚苯乙烯(D8,DPS),反应温度为70℃,反应时间为72 h,用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振仪对DPS的结构进行表征,综合测试结果表明产物为DPS。采用差式扫描量热仪和热重分析仪分析DPS的热性能,表明DPS的玻璃化转变温度为105℃,5%失重温度为380℃,热性能较好,满足ICF试验使用要求。

硫化锌铜/氘代聚苯乙烯/PVDF超细纤维膜的制备和荧光性能研究

以硫化锌铜荧光粉、聚苯乙烯(PS)和聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,通过静电纺丝法(电纺)制备了荧光超细纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、差示扫描量热仪(DSC)和荧光分光光度计研究了荧光粉含量对纤维形貌、荧光性能的影响。结果表明,随荧光粉含量的增加,纤维中的荧光粉颗粒量增加,纤维膜中荧光粉晶体含量增加,纤维膜发光强度增加。在保证电纺过程的可纺性和所得纤维膜的基本力学性能的前提下,在荧光粉含量为50%时,所得纤维膜的荧光性能最好。在此优化条件下,制备了硫化锌铜/氘代聚苯乙烯/PVDF超细纤维膜,并测试了其荧光性能。结果表明,氘代聚苯乙烯对纤维膜的荧光性能无影响。

氘代聚合物膜靶制备技术与性能研究

氘代聚合物膜是快点火基础物理实验的一种重要靶型。通过氘代苯乙烯单体的本体自由基聚合反应制备氘代聚苯乙烯,并利用流延法和浇铸法制备出厚度从几十nm到数百μm的膜靶。溶剂挥发过程中的随机扰动对膜厚均匀性造成影响,采用清洁的基片和在涂沫基片或模具外加防护罩可以降低这种影响。采用PVA作脱膜剂有利于获得较薄的聚合物薄膜。DSC分析表明薄膜的玻璃化转变温度与热处理过程有关,缓慢退火有利于提高Tg和储能模量。

聚乙烯单晶的退火效应

用混合晶红外光谱法和ＳＡＸＳ、ＤＳＣ和ＬＡＭ等方法研究了聚乙烯单晶在７５℃、９０℃和１０５℃退火前后的结构变化，发现在９０℃以下和１０５℃以上退火。

辐照聚乙烯单晶的退火研究

用红外光谱、ＤＳＣ、ＳＡＸＳ和ＷＡＸＤ等方法考察了辐照５ＭＧｙ后的聚乙烯单晶在退火前后的结构变化，对比未辐照样品在同样条件下的变化，提出在９０℃以下和１０５℃聚乙烯有不同的退火机理，辐照引起的交联和晶区结构损伤，限制了退火对晶体结构的改善程度．

氘、氚代聚苯乙烯单体abinitio研究

用HF ,MP2 及BLYP从头算方法 ,在 6— 31G 基组水平上 ,优化了聚苯乙烯单体基态的平衡几何构型 .主要用BLYP 6— 31 方法研究了氘、氚代聚苯乙烯单体 (DPS ,PST)的正则振动频率、红外光谱强度、C—D键键能 ,并对正则振动模式进行了简单分析 ,同时研究了DPS ,PST单体中温度、压强与熵的关系 .