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。

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.

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

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。

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。

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。

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.

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。

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。

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 .

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。

Z箍缩靶用聚合物丝的弛豫特性

聚苯乙烯（PS），聚乙烯（PE）及其的氘代物是z箍缩驱动惯性约束聚变（ICF）实验中的重要固体燃料容器材料，针对物理实验对其形状的特殊要求，利用高压毛细管流变仪及HAUL—OFF熔体拉伸测试单元进行熔融纺丝，制备出直径为30～100μm的聚合物丝样品。通过对PS，PE以及氘代聚苯乙烯（DPS）丝的力学弛豫性质研究发现：在相同的恒定应力下，实验用PS丝的蠕变量明显小于PE丝，PS丝表现出更好的尺寸稳定性；当定伸长为1％时，PS丝的松弛率明显小于PE丝；DPS丝的蠕变及应力松弛行为与PS丝具有相同的变化趋势。

搅拌法制备聚合物微球中油水相对壁厚的影响

为了研究乳液微封装技术中油水相对微球壁厚的影响,推导了在理想状态下微球壁厚、油相质量分数和油水相比这三者之间的函数关系。结果表明:当内相水滴半径和油相质量分数为常数时,微球壁厚是油水相比的单增函数;而当内相水滴半径和油水相比为常数时,微球壁厚是油相质量分数的单增函数。即提高油相质量分数或增大油水相比对增加壁厚而言具有等效性。根据此规律,在搅拌法制备小直径聚苯乙烯微球中,通过调整油水相的各参数,确定了制备小直径厚壁聚苯乙烯微球的关键工艺参数。实验表明:采用搅拌法制备10～25μm壁厚的小直径聚苯乙烯微球时,油相质量分数宜配制为5.3%～7.0%,油水相比宜控制在1.6～2.2之间,而外水相中聚乙烯醇质量分数宜控制在1%～3%之内。

强场物理与快点火靶的制备

采用本体聚合技术合成全氘代聚苯乙烯（DPS），所得聚合物分子量约250000，分散度约3，氘代率为98．7％。采用热诱导相分离技术制备全氘代聚苯乙烯泡沫。在室温溶解DPS于溶剂中，然后转入轴向冷却模具，进行单向冷却，直到溶剂完全冷冻，最后取出冷冻样置于冷冻干燥仪中进行冷冻干燥，待溶剂完全脱出后即得泡沫。通过对二恶烷／环己烷混合溶剂相图，以及PS一混合溶剂体系的相图的测定，