二氧化硅凝胶微球收缩效应研究

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第22卷第2期2004年6月胶体与聚合物ChineseJournalofColloid&polymerVol.22　No.2Jun.2004二氧化硅凝胶微球收缩效应研究①李　波　陈素芬(中国工程物理研究院激光聚变研究中心　四川绵阳　621900)摘　要　介绍了溶胶-凝胶技术制备二氧化硅气凝胶微球过程中凝胶微球的收缩及其对目标气凝胶微球密度的影响,着重研究了外相溶剂处理与否以及处理方式与凝胶收缩程度的关系。关键词　二氧化硅气凝胶;溶剂效应;收缩　　在激光惯性约束聚变(inertialconfinementfusion,ICF)研究中,二氧化硅(SiO2)由于Si原子序数适中,并且易于制成低密度气凝胶,因此获得了广泛的应用,如辐射输运研究中的输运管填充材料和低温靶研究中的氘氚(deuterium-tri2tium,DT)燃料均化壳层[1,2]。另一方面,作为诊断技术研究的需要,实心SiO2气凝胶微球在黑腔内爆辐射均匀性以及非对称性研究中也得到了应用。对于块状SiO2气凝胶的制备,无论是以正硅酸甲酯(TMOS)还是以正硅酸乙酯(TEOS)为起始原料的相应的溶胶—凝胶过程的研究在全世界范围内都得到了广泛的开展。各种因素,如催化剂的种类、原材料的配比、稀释剂的种类和疏水后处理等对SiO2气凝胶的物理、机械以及化学稳定性的影响也取得了极大的进展[3～5]。但是,对于实心SiO2气凝胶微球而言,由于其作为靶丸的特殊性,必须满足很高的球形度和特定的密度以及小粒径的要求。由于凝胶的离浆�脱溶剂作用,在溶胶—凝胶制备SiO2微球中存在凝胶收缩,影响最后所得SiO2微球的密度。因此,研究开放溶剂体系中SiO2的收缩过程对于制备特定低密度的SiO2气凝胶微球具有重要的价值。本文介绍了对溶胶—凝胶�悬浊液技术制备SiO2凝胶微球中的收缩效应的初步研究。1　实验部分SiO2凝胶微球的制备采用溶胶—凝胶�悬浊液成球技术,如图1所示。首先将TEOS进行部分水解,获得SiO2前体,将SiO2前体与适当的稀释剂、催化剂以及水相混合,制得二氧化硅前体溶胶[6]。在持续搅拌下将该溶胶分散在适当的有机相如二甲基硅油