微封装法制备空心塑料微球

采用微封装法，以聚苯乙烯（ＰＳ）为成球物质，对成球的乳化搅拌速度、溶液浓度、水／有机相体积比、实验温度及真空度等因素进行了研究。在此基础上，成功地制得了单壳ＰＳ空心微球。其几何参数为：直径１００～３００μｍ、壁厚２～８μｍ、球形度≥９５％、同心度≥９０％、表面粗糙度≤３００ｎｍ。

PS-PVA-CH塑料空心微球充D_2

研究了激光惯性约束聚变靶用PS-PVA-CH三层塑料空心微球采用热扩散法高温高压充氘气技术。实验研究表明,对于直径300μm、PS壁厚5～7μm、PVA壁厚3～5μm、CH层厚4～6μm的塑料微球,50℃充气的平衡时间为20～40h,70℃的平衡时间为7～12h,90℃的平衡时间为2～4h。在室温25℃时,微球的气体渗透系数为(3.0～4.2)×10-19mol·m-1·s-1·Pa-1,对应的保气半寿命为28～37h。对于参数接近的微球,如果充气时间相同,充气外压与微球内压基本呈正比。当外压达到6.0MPa时微球开始出现破损。

塑料微球表面制备聚乙烯醇涂层研究进展

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500μm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1000μm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。

ICF靶PVA-PS双层空心微球的研制

介绍了惯性约束聚变（ＩＣＦ）靶用聚乙烯醇－聚苯乙烯（ＰＶＡ－ＰＳ）双层塑料空心微球的制球工艺及实验结果。采用微封装技术及三维旋转真空干燥技术，制得的ＰＶＡ－ＰＡ双层空心微球，直径１００～５００μｍ，壁厚１０～３５μｍ，（ＰＶＡ层５～１５μｍ，ＰＳ层５～３０μｍ），球形度及同心度分别优于９５％及８５％，表面粗糙度低于３００ｎｍ。该双层微球的主要技术指标均已达到ＩＣＦ制靶要求。

氖气在聚乙烯醇多层塑料球壳内的渗透性能

采用乳液法结合等离子体涂层制备聚苯乙烯（PS）-聚乙烯醇（PVA）-辉光放电聚合物（GDP）多层塑料空心微球。通过测量不同充气平衡时间和平衡温度下球内气体的总量研究了氖气对塑料球的气体渗透系数。研究表明，当充氖温度为60、70、80、90 ℃时，微球充气平衡的时间分别为70-100 h、50-90 h、30-60 h，20-40 h。室温（25 ℃）时氖气对塑料球的渗透系数为0.5×10^-19-2.0×10^-19 mol/（m·s·Pa），对于直径300 μm，PVA壁厚2 μm的微球，充Ne后的保气半寿命约3～12 d。当外压为4 MPa，平衡温度为80 ℃时，球内可充氖2.6-3.2 MPa。

臭氧改性及搅拌桨结构对大直径双层球制备的影响

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，A径要求将达到700～900μm。针对该直径范嗣的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夺心微球工艺进行了改进．臭氧化表面改忡后PS同体核心发生憎水一亲水转变，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勺性，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嗣和700～900μl的双层空心微球。

离子型表面活性剂对双重乳粒分散性能的影响

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PAV-DA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.