ICF靶用中空微球的制備與自組裝.pdf

1、激光慣性約束的受控熱核聚變能是人類未來重要的新能源，而設計新概念靶是提高靶的能量增益的關鍵。本文調研了國內外關于中空聚合物微球的制備工藝與膠體晶體的自組裝。擬采用乳液聚合-堿/冷卻與垂直沉積自組裝法制備出單分散聚合物微球與中空微球，并組裝結構有序的膠體晶體材料。
　　 基于乳液聚合-堿/冷卻法，研究了制備聚合物微球P(St-MAA)與中空聚合物微球HP(St-MAA)的工藝條件。討論了羧酸MAA含量、乳化劑質量比(Tween-8

2、0：Span-80)、pH值和反應溫度對微球形貌、結構的影響。SEM、TEM與LPSA等結果表明：(1)乳液聚合制備P(St-MAA)時，控制羧酸MAA的含量為10％，此時乳液體系穩(wěn)定，得到的P(St-MAA)微球單分散性最好。(2)控制復合乳化劑質量比Tween80：Span80=3:1時，可得到單分散P(St-MAA)微球。(3)在形成中空結構的過程中，當反應溫度T=140℃時，pH為10.5微球乳液制得的HP(St-MAA)微球，

3、其空孔徑與中空度最好，單分散性優(yōu)異，微球粒徑約為330nm，中空孔徑約為184nm，中空度達17.33％。(4)當微球乳液pH=12.5時，堿中和反應溫度為125℃的體系，制備得到的單分散HP(St-MAA)微球，其中空孔徑與中空度最大，分別為210nm與24.63％。
　　 自組裝用單分散微/納米級微球的SEM、LPSA與UV等測試結果表明：
　　 (1)由P-A自組裝得到的膠體晶體CC-A為fcc周期結構，結構中存在

4、缺陷。(2)膠體晶體的層數(shù)隨溶液中微球的體積分數(shù)增大而增加，且膠體晶體的透射率減小，光學吸收增強，帶隙變窄，得到的晶體厚度增加。(3)組裝CC-A，溫度為50℃時，可以得到最為緊密的六方排列形式。(4)不同粒徑微球組裝得到的膠體晶體在透射光譜中表現(xiàn)為帶隙中心位置不同，且符合布拉格定律。粒徑為316nm和309nm的微球，其對應的帶隙中心位置分別在750nm和720nm，且隨著入射角度增加，帶隙發(fā)生藍移。(5)老化處理對膠體晶體的結構基本