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聚乙烯醇材料阻气性能研究

张丽卿  
【摘要】:本文以ICF实验中,三层塑料靶丸保气的需求为背景,研究了三层靶球的中间层—聚乙烯醇(PVA)所处环境的相对湿度与外层碳氢层厚度的关系,从而,研究碳氢烧蚀层厚度对聚乙烯醇薄膜阻气性能的影响;以及在聚乙烯醇中加入交联剂戊二醛(GA),交联改性后,缩醛膜的阻气性能与所加交联剂戊二醛的量的关系;同时,建立模型,计算了气体在三层塑料靶丸每层中,浓度分布与扩散时间和扩散距离的关系,而且,模拟了气体在壳层中的扩散迁移行为。 在碳氢烧蚀层的厚度对聚乙烯醇薄膜阻气性能的影响中,用恒温恒湿箱研究了40℃,70%RH、80%RH、90%RH下,聚乙烯醇薄膜的阻气性能,研究表明,环境的相对湿度越大,聚乙烯醇薄膜的阻气性能越差;同时,研究了40℃,90%RH下聚乙烯醇薄膜、聚苯乙烯薄膜、碳氢薄膜的渗透系数,并且借助多层复合膜模型,计算出碳氢层的厚度与聚乙烯醇薄膜所处环境相对湿度的关系,研究表明,碳氢层越厚,聚乙烯醇薄膜所处环境相对湿度越小,聚乙烯醇薄膜的阻气性能越好。 在聚乙烯醇缩醛膜的阻气性能的研究中,在10ml、3%PVA,20μl浓盐酸的混合溶液中,分别加入不同量的、50%的戊二醛水溶液,缩醛膜的渗透系数随戊二醛量的增加,呈现出四个阶段:降低→升高→不变→升高,当戊二醛的含量为800μl时,缩醛膜的渗透系数最小,阻气性能最好。 在模拟计算中,研究了气体在三层塑料靶丸中的扩散、渗透行为,研究表明,在每层中,在一定的扩散时间内,一定量的气体在壳层中的浓度与深度之间的关系为抛物线,说明气体在聚合物中扩散时,使聚合物链段发生膨胀,气体沿着聚合物链段膨胀的方向进行扩散,在不同的扩散时间内,在同一位置,


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