全氘代聚環(huán)己基乙烯的制備及應(yīng)用.pdf

1、慣性約束聚變(Inertial Confinement Fusion，ICF)能作為一種新能源，得到了越來越多的關(guān)注。氘代聚合物可制備為ICF實驗所需的最有發(fā)展前途的氘一氚燃料容器。但氘代聚合物的種類還不多，并且并不能完全滿足較好的耐熱性、加工性能和高的氘(氚)/碳(氫)比等條件。因此制備一種符合ICF要求的氘代聚合物是非常必要和有意義的。
　　 本文采用傅立葉紅外儀和核磁共振對聚苯乙烯(PS)催化氫化/氘化反應(yīng)得到的聚環(huán)己基乙

2、烯(PVCH)、部分氘代的聚環(huán)己基乙烯(D-PVCH)結(jié)構(gòu)表征，并確定氫化率及氘化率；采用差式掃描量熱法(DSC)，熱重(TG)分析產(chǎn)物的熱性能，綜合分析得到最優(yōu)反應(yīng)條件并催化氘化氘代聚苯乙烯(DPS)。采用澆鑄法制備成薄膜，熱致相分離原理和冷凍干燥技術(shù)相結(jié)合的方法制備ICF實驗需要的低密度泡沫，并通過萬能力學(xué)試驗機對薄膜和泡沫的力學(xué)性能進行分析。結(jié)果表明：
　　 (1)PS的催化氫化反應(yīng)最優(yōu)條件：壓力1.5MPa，溫度140℃

3、，催化劑用量為PS質(zhì)量的7倍，PS的質(zhì)量與溶液體積比為1g/100ml時，氫化率為100％。相對于PS，產(chǎn)物PVCH中不存在苯基，而是轉(zhuǎn)化為環(huán)烷基，空間位阻效應(yīng)增大，使玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高為146℃，5％失重溫度為400℃左右，并且具有較好的溶解性能。
　　 (2)在與PVCH相同的條件下制備可得到轉(zhuǎn)化率100％的D-PVCH。環(huán)烷基的空間位阻效應(yīng)比苯基大，并且C-D鍵能是C-H鍵的5-8倍，因此D-PVCH玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相對于P

4、S升高為125℃，5％失重溫度為400℃左右，氘化率為41.5％，且具有較好的溶解性能。
　　 (3)DPS催化氘化產(chǎn)物氘代聚環(huán)己基乙烯(DPVCH)最高氘代率為84％。
　　 (4)以100K/min的速度進行單向冷卻PVCH混合溶液可獲得較為理想的低密度泡沫，并得到溶液質(zhì)量濃度與實際密度之間的擬合公式，表明溶液質(zhì)量濃度與實際密度呈線性關(guān)系，且質(zhì)量濃度越大偏離實際密度越大。單一溶液制備成的透明的薄膜的粗糙度為14.07