摻雜鎳聚苯乙烯復合材料及其熱力學研究.pdf

1、在激光慣性約束聚變研究中，提高聚苯乙烯（PS）靶的激光吸收效率，降低反常吸收，以及抑制超熱電子對靶丸預熱，實現(xiàn)高效率內(nèi)爆是極其重要的。由于高Z金屬放射的特征X—ray與驅(qū)動源不同，在打靶時并不會被共振吸收，因而高Z金屬的摻雜有利于實現(xiàn)對壓縮氘氚燃料氣體的診斷，為此，我們提出采用高Z金屬的納米粒子對PS進行摻雜，制備靶丸材料。 本文采用微乳液法、液相反應(yīng)法和水熱法制備了納米Ni粉體，通過原位聚合工藝制備了納米Ni/PS復合材料，并

2、研究了復合材料熱力學參數(shù)。借助XRD、FTIR、TG-DSC、SEM、BET、激光粒度等手段對制備的粉體和復合材料進行了分析表征，獲得以下結(jié)果： （1）采用油包水（W/O）微乳液體系制備了納米Ni粉，產(chǎn)物經(jīng)XRD、SEM和激光粒度分析儀等測試手段分析表征可知，粉體的主晶相為Ni，粒度在100nm—220nm左右。液相還原法制備的納米Ni平均粒度在75nm左右，產(chǎn)物經(jīng)SEM檢測為球形，表面有少量突起，超聲清洗有利于去除粒子表面殘留

3、的表面活性劑。使用水熱法制備的納米Ni產(chǎn)物經(jīng)XRD、SEM和激光粒度分析儀等測試手段分析表征可知，納米Ni為球形顆粒，表面光滑，平均粒度在50nm。 （2）采用原位聚合的方法制備了納米Ni/PS復合材料，F(xiàn)TIR表明，納米Ni通過PS中的苯環(huán)對PS起作用，隨著摻雜量的增加，納米Ni/PS復合材料中對應(yīng)苯環(huán)的紅外振動吸收與苯環(huán)上氫原子的面外變形紅外振動吸收峰的強度變?nèi)酢?（3）納米Ni在相對低的溫度下提高了PS的熱力學穩(wěn)定

4、性，在較高的溫度下，對PS起降解作用，增加納米Ni的摻雜量能提高PS的降解率，提高降解溫度，提高玻璃轉(zhuǎn)變溫度。納米Ni的摻雜可以增大PS熱分解焓變，在摻雜量為1％—2％之間焓變（AH）達到最大；納米Ni的摻雜降低了比熱變化，隨著摻雜量的增大，比熱變化趨于穩(wěn)定。 （4）隨著摻雜Ni粒度的減小，Ni/PS的復合材料玻璃化溫度和熱分解溫度均有降低，分解焓變減小，催化降解作用逐漸體現(xiàn)出來。因此，如要提高Ni/PS復合材料的熱穩(wěn)定性，摻雜