一种CD-CH聚合物复合空心微球及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种CD

【技术实现步骤摘要】
一种CD
‑
CH聚合物复合空心微球及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚合物加工成型
，具体地，涉及一种CD
‑
CH聚合物复合空心微球及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，能源问题突出，核能因其绿色环保且能量高等优点备受关注，而核聚变更是因其可控被科学家广泛研究。目前产生核聚变的方法有:重力场约束，惯性约束和磁约束，其中，激光惯性约束核聚变是目前可控核聚变的研究热点，如我国的神光计划，美国的国家点火计划都是这种形式，它利用激光或离子束提供能量，作用在填有燃料的微球靶丸外壳，利用反作用力压缩燃料，达到点火条件，进而释放聚变能。
[0003]在激光惯性约束核聚变物理实验中，非晶碳氢(CH)常被用作微球表面烧蚀层材料，一旦掺杂有其它元素，在燃料压缩过程中极易生成超热电子，引起界面混合，给实验带来不利影响；而碳氘聚合物(CD)常被用作中子源材料，在强激光的作用下，大量高能氘离子进行有效碰撞，从而产生中子，释放能量。因而纯CD
‑
CH聚合物复合空心微球的研究尤为重要。
[0004]经对现有技术的检索和对比，未发现有制备CD
‑
CH聚合物复合空心微球的案例，说明本方法具备充分的新颖性；经检索，有做聚合物复合微球的案例。张占文等人(“一种制备聚苯乙烯
‑
聚乙烯双层空心微球的方法”，专利号CN105381764A)通过微流控的方法，成功制备微球直径在800
‑
1300um的PS
‑r/>PVA双层空心微球，遗憾的是，该方法制备的复合球壳厚度调控有限，在10um以内，且含有O元素，并非仅含C、H及其同位素。
[0005]刘梅芳等人(“FabricationofsolidCH
‑
CDmultilayermicrospheresforinertial confinementfusion”,MatterandRadiationatExtremes,2021,6:025901)利用D2/CD4为气源，通过等离子体化学气相沉积技术在PAMS芯轴上沉积CD聚合物，该方法制备的是实心CH
‑
CD微球，且内层是CH，外层是CD，CD层的厚度也有限，在2um以内。
[0006]综上所述，目前报道的聚合物复合微球的技术有限，有必要提出一种新的CD
‑
CH聚合物复合空心微球的制备方法，从而实现毫米级复合空心微球的制备，且不同层厚度可大范围调控。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种CD
‑
CH聚合物复合空心微球及其制备方法。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供一种CD
‑
CH聚合物复合空心微球的制备方法，该方法包括：
[0009]采用微流控方法制备CD微球；
[0010]所述CD微球依次经旋转固化、清洗、干燥处理，得到CD空心微球；
[0011]筛选符合预设条件的CD空心微球，通过气相沉积的方式在CD空心微球上制备CH
层，得到CD
‑
CH聚合物复合空心微球。
[0012]进一步地，所述采用微流控方法制备CD微球，其中：
[0013]所述微流控方法采用的微流控芯片包括三个管道，三个管道分别对应三相液体，包括内水相、中间油相和外水相，所述中间油相为CD聚合物材料，所述内水相为超纯水，所述外水相为含有0.1
‑
5wt％表面活性剂的水溶液。
[0014]更进一步地，所述采用微流控方法制备CD微球，包括：通过调节中间油相的浓度，实现对CD
‑
CH聚合物复合空心微球的CD层厚度的调控，CD层的厚度为10
‑
100um。
[0015]更进一步地，所述采用微流控方法制备CD微球，包括：通过调节微流控芯片的三个管道的内径比，实现对CD
‑
CH聚合物复合空心微球内径的调控，CD
‑
CH聚合物复合空心微球的内径为0.5
‑
2mm。
[0016]进一步地，所述CD微球依次经旋转固化、清洗、干燥处理，其中：
[0017]所述旋转固化采用真空旋转蒸发设备，旋转速度为1
‑
100r/min，固化温度为20
‑
55℃，固化时间为1
‑
3天；
[0018]所述清洗采用的试剂为超纯水，清洗3
‑
10遍，浸泡1
‑
3天，再用乙醇清洗3
‑
10遍，浸泡1
‑
3天；
[0019]所述干燥的温度为40
‑
80℃，干燥时间为1
‑
6天。
[0020]进一步地，所述筛选符合预设条件的CD空心微球，其中：所述预设条件为所述CD空心微球的球形度满足预设要求，壁厚均一，表面光滑干净，内外径尺寸符合预设要求。
[0021]进一步地，所述通过气相沉积的方式在CD空心微球上制备CH层，包括：所述气相沉积的方式为化学气相沉积或等离子体辉光放电聚合物气相沉积；其中，所述化学气相沉积的原料为N型聚对二甲苯、聚乙烯和聚苯乙烯中的任一种，所述等离子体辉光放电聚合物气相沉积的原料为苯乙烯、甲烷和反式
‑2‑
丁烯中的任意一种。
[0022]更进一步地，所述通过气相沉积的方式在CD空心微球上制备CH层，包括：通过调节气相沉积中原料的质量、反应的时间、沉积腔室的压强和等离子体的功率，实现对CD
‑
CH聚合物复合空心微球的CH层厚度的调控；CH层厚度为0.1
‑
200um。
[0023]根据本专利技术的另一方面，提供一种CD
‑
CH聚合物复合空心微球，该复合空心微球采用上述的方法制备得到。
[0024]进一步地，在所述CD
‑
CH聚合物复合空心微球中，除了C、H及其同位素D外，不含其他元素。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有如下至少之一的有益效果：
[0026]本专利技术提供的CD
‑
CH聚合物复合空心微球的制备方法，可以实现复合空心微球的批量化制备，同时可以在微流控中通过改变油相的浓度，实现对CD层厚度的有效调控；在气相沉积中通过腔室的压强、等离子体的功率、反应的时间和原料的质量实现对CH层厚度的有效调控；在微流控芯片上通过改变不同相管道的内径比，实现对复合空心微球内径的有效调控；采用本专利技术制备方法制备的CD
‑
CH聚合物复合空心微球，适用于惯性约束聚变实验；而且，本专利技术的制备方法能够制备大尺寸毫米级的聚合物复合空心微球，具有较广的适用性。
附图说明
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0028]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CD
‑
CH聚合物复合空心微球的制备方法，其特征在于，包括：采用微流控方法制备CD微球；所述CD微球依次经旋转固化、清洗、干燥处理，得到CD空心微球；筛选符合预设条件的CD空心微球，通过气相沉积的方式在CD空心微球上制备CH层，得到CD
‑
CH聚合物复合空心微球。2.根据权利要求1所述的CD
‑
CH聚合物复合空心微球的制备方法，其特征在于，所述采用微流控方法制备CD微球，其中：所述微流控方法采用的微流控芯片包括三个管道，三个管道分别对应三相液体，包括内水相、中间油相和外水相，所述中间油相为CD聚合物材料，所述内水相为超纯水，所述外水相为含有0.1
‑
5wt％表面活性剂的水溶液。3.根据权利要求2所述的CD
‑
CH聚合物复合空心微球的制备方法，其特征在于，所述采用微流控方法制备CD微球，包括：通过调节中间油相的浓度，实现对CD
‑
CH聚合物复合空心微球的CD层厚度的调控，CD层的厚度为10
‑
100um。4.根据权利要求2所述的CD
‑
CH聚合物复合空心微球的制备方法，其特征在于，所述采用微流控方法制备CD微球，包括：通过调节微流控芯片的三个管道的内径比，实现对CD
‑
CH聚合物复合空心微球内径的调控，CD
‑
CH聚合物复合空心微球的内径为0.5
‑
2mm。5.根据权利要求1所述的CD
‑
CH聚合物复合空心微球的制备方法，其特征在于，所述CD微球依次经旋转固化、清洗、干燥处理，其中：所述旋转固化采用真空旋转蒸发设备，旋转速度为1
‑
100r/min，固化温度为20
‑
55℃，固化时间为1
‑
3天；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景全，涂柯俊，文惠敏，胡之勇，阮涛，林祖德，王晓林，刘武，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：