连续相流量对室温液态金属复合微滴的影响

以竖直共轴微通道为研究对象。采用室温液态金属为分散相、海藻酸钠溶液(1wt%)为连续相,二者在微通道内形成两相流。改变连续相流量和固定分散相流量,通过高速摄影机对分散相微滴形成过程进行拍摄分析。复合微滴呈现滴流包覆(Dripping)、柱塞流包覆(Squeezing)、复合射流(Compound Jetting)三种模式。根据实验数据,绘制出以连续相流量为横坐标、分散相流量为纵坐标的流型分布图。发现固定分散相流量Q_d,改变连续相流量Q_c对分散相微滴产生频率f_d、连续相悬滴包覆分散相微滴数目n、流型有明显影响。只有在滴流包覆(Dripping)模式下,才能获得均匀的复合微滴。     

液液两相流法制备海藻酸钠包覆的液态金属微滴

本文以室温液态金属(GaInSn)为分散相、海藻酸钠(NaAlg)溶液(1wt%)为连续相,采用液液两相流方法,在竖直共轴微通道中,制备得到NaAlg凝胶包覆的多个GaInSn微滴,具有单分散、尺寸一致的特点。GaInSn/NaAlg两相流存在四种流型:分散相滴流、分散相柱塞流、连续相滴流和连续相射流。GaInSn微滴的包覆模式三种:Squeezing、Dripping和Compound Jetting,其中Dripping和Compound Jetting是主要的包覆模式。在较低的GaInSn流量下,NaAlg流量增加到一定程度后,包覆模式由Dripping转变Compound Jetting。固定两相流量比,随着两相流量的同比例增加,GaInSn微滴的特征频率呈线性增加、包覆个数增加、特征长度变化不显著。     

共轴微通道NaAlg-Oil两相流的实验研究

本文以海藻酸钠溶液(1%wt)为分散相、豆油为连续相,研究竖直共轴微通道的两相流动特性。在两相流型图中,存在Slug、Dripping、Jetting三种流型,Dripping流型的区域最大,Slug和Jetting流型的区域较小,流型转变机理不相同。在Dripping流型区域,微滴长度随着连续相流量的增大而减小;微滴频率随着连续相流量的增大而增大。在Jetting流型区域,微滴长度随着连续相流量的增大减小,微滴频率随着连续相流量的增大而增大。两种流型之间存在微滴长度和频率的拐点。随着分散相流量的增加,非牛顿流体海藻酸钠溶液的粘度下降,分散相的粘性力减小、惯性力增加,微滴长度和微滴频率都增大。     

共轴微通道油水两相流流型分析

本文以竖直共轴微通道为研究对象,采用墨水为分散相、润滑油为连续相,二者在微通道内形成两相流,改变分散相流量和连续相流量,观察到了滴状滴、弹状流、喷射滴流、波浪流和线流的五种流型。根据实验数据,绘制出以连续相流量为横坐标、分散相流量为纵坐标的流型分布图。在微尺度下,表面张力和粘性力对流体的运动起主要作用。推导出微滴的特征长度ddrop和频率fdrop的经验公式,微滴的特征长度ddrop正比于(Qd/Qc)1/2,微滴的频率fdrop正比于(Qd+Qc)5/3。     

共轴微通道两相流量对流型及微滴特征的影响

微通道内生成微滴以其可控性和精巧性,在生物、医学和化学等领域得到了迅速的发展和应用。本文研究了直管共轴微通道内两相流流量流型、液滴特征直径和频率的影响。发现了四种流型:柱塞流、滴流、射流和管状流。在(Cac,Wed)图中,Wed为流型变化的控制参量,Cac为次要控制参量。固定分散相流量,液滴特征直径随着连续相流量的增加而减小、液滴频率随着连续相流量的增加而增加;固定连续相流量,液滴特征直径和液滴频率都随着分散相流量的增加而增加。     

表面张力对共轴微通道气液两相流的影响

本文以共轴流微通道芯片为研究对象,采用分散相为氩气、连续相为十二烷基硫代硫酸钠(SDS)的水溶液,在400μm×600μm矩形通道内形成气液两相流。改变表面活性剂的浓度,观察表面张力改变下流型的变化趋势,绘制出以连续相毛细数为横坐标、分散相韦伯数为纵坐标的流型分布图。实验得到滴流、滴状射流、弹状流、环状流的四种流型。随着表面张力减小,弹状流与环状流之间的边界向右移,滴流与射流之间的向边界右移。弹状流与滴流、射流之间的边界向右移不明显。     

垂直共轴锥管中石蜡/乙醇液液两相流研究

本文以垂直共轴锥管(锥角α=2. 8°)为研究对象,采用分散相为液体石蜡、连续相为乙醇,研究石蜡/乙醇两相流。实验中发现了五种流型:柱塞流、滴流、射流、管状流和线状流。随着分散相流量的增大,石蜡微滴的流型由滴流转变为柱塞流或射流,石蜡微滴的直径和频率都增大;随着连续相流量的增大,石蜡微滴的流型由柱塞流转变为滴流、射流,石蜡微滴的直径减小、频率增大。     

共轴微通道水相微球制备

本文以竖直共轴微通道为研究对象,采用去离子水为分散相、5W-20润滑油为连续相,二者在微通道内形成两相流,在管外收集到单分散水相微球,分散相流量Qd的变化范围6ml/h~84ml/h,连续相流量Qc的变化范围6ml/h~192ml/h。发现在以连续相流量Qc为横坐标、分散相流量Qd为纵坐标的水相微球直径图中,单分散水相微球的形成区域存在一条穹顶形边界。单分散的水相微球分布在此边界下部,随着连续相流量Qc的增加,单分散水相微球的形成边界呈现出先上升后下降的趋势。形成单分散水相微球的Qd60ml/h。单分散水相微球直径与两相流量比(Qd/Qc)呈现出对数增加的关系。     

基于微流控芯片技术的小尺寸微米级液滴制备

利用微流控芯片技术制备的皮升级微量液滴,作为独立的微反应器,由于其比表面大,高通量等优势,在生物、医学、化学、物理等领域得到了广泛应用。本工作利用软光刻技术制备流聚焦型微流控芯片,研究了微流控芯片中连续相和分散相的流速对微量液滴尺寸的影响。结果显示,增加连续相流速时,微量液滴的尺寸减小;而加快分散相流速时,微量液滴的尺寸增大。当微流控芯片的通道尺寸固定后,由于分散相和连续相的界面张力不变,通过改变连续相和分散相的流速,微量液滴的尺寸范围有限,本工作中微量液滴的尺寸为几百微米至25μm。本工作探究了微流控芯片中如何制备尺寸小于25μm的微量液滴的方法。通过添加活性剂,改变连续相和分散相的界面张力,可实现制备尺寸为10μm的微量液滴。本工作所利用的微量液滴制备方法,制备的10μm大小液滴具备更高的比表面积,反应活性将会更大、在药物释放,颜色显示等领域将有广阔应用前景。     

双原位细乳液聚合法制备聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯复合微球

以苯乙烯(St)、正硅酸乙酯(TEOS)、二乙烯基苯(DVB)为主要原料,采用双原位细乳液工艺和不同引发体系,制备SiO2/PS复合微球,并以此为种子乳液,继续滴加第2种单体甲基丙烯酸甲酯(MMA),合成聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-PMMA)复合微球;通过红外光谱、透射电镜、热重分析等测试手段对复合微球进行结构和形貌的表征。结果表明,复合微球制备成功,其中包覆的无机粒子SiO2增加了微球的交联度和热稳定性;引发剂类型对复合微球的形貌和粒径影响很大,不同的乳化剂也对复合微球的形貌产生较大影响。     

凹凸棒土/ 聚丙烯/ 聚碳酸酯三元复合材料的力学性能及增韧机理

通过两步法熔融共混工艺制备了具有核壳特征凹凸棒土(AT) / 聚丙烯( PP) / 聚碳酸酯( PC) 三元复合材料。利用TEM 观察复合体系的亚微相态。使用万能材料拉力机、冲击实验仪等手段测试了复合材料的力学性能, 并对三元复合体系的增韧机理进行了探讨。结果表明, PC 连续相中形成了以AT 为核、PP 为壳的分散相。这种核2壳结构特征相包容粒子对PC 具有良好的增韧效果, 且强度较PP/ PC 二元共混体系有所提高。结合冲击断面形貌的SEM 分析, 认为AT/ PP/ PC 三元复合体系中的增韧机制主要是界面脱粘、空化作用和AT 对分散相的增强作用。      

核孔膜乳化法制备单分散壳聚糖微球

选择壳聚糖溶液为分散相,液体石蜡为连续相,首次采用核孔膜乳化方法制备壳聚糖微球.乳滴经戊二醛交联固化后所得微球球形度和单分散性良好(分散系数＜20%).主要研究了核孔膜孔径大小、油水相体积比、表面活性剂种类及用量、温度和固化时间对微球制备的影响.结果表明,膜乳化法是制备单分散微球的良好方法.     

叠层法制备玻璃陶瓷微通道反应器的研究

以60%(质量分数)的硼硅酸盐玻璃粉体与40%(质量分数)的Al2O3复合后获得的玻璃陶瓷粉体为固相,利用水性苯丙乳胶作为粘结剂得到了性能较好、结构均匀、高致密度、无毒环保的玻璃陶瓷流延片。通过室温直接叠层获得了微通道反应器原型器件。在860℃烧结后,微通道反应器原型器件的相对密度最大可达93.38%,体积密度达2.48g/cm3。所制备原型器件的T型通道在烧结后形状规则、无变形,说明利用水基流延叠层工艺制备微通道反应器是可行的。     

微混合沉淀技术制备纳米TiO2颗粒

以Ti(SO4)2为分散相，NH4HCO3为连续相，通过膜分散实现液液的微混合沉淀，从而制备纳米TiO2晶体颗粒、分别研究了两种反应物浓度和流量对制备的TiO2颗粒的影响，并利用XRD和TEM分别对所得颗粒的晶型和形态进行了表征．实验结果表明，制得的颗粒具有球形度高，粒径小，分布范围窄，且为锐钛矿结构的特点．TiO2的晶粒粒度和颗粒粒径随Ti(SO4)2和NH4HCO3浓度的上升，先有所上升再下降；随Ti(SO4)2流量的上升而下降；随NH4HCO3流量的上升而上升．微混合沉淀技术是一种很好的控制颗粒粒径、且连续化沉淀制备TiO2超细颗粒的新方法。     

壳核结构纳米Fe包覆玻璃微珠复合材料的制备

以金属盐、柠檬酸和玻璃微珠等为原料,采用非均相沉淀-热还原法制备了纳米金属铁包覆空心玻璃微珠壳-核复合材料。采用SEM/EDS、XRD对包覆前后的复合微球进行了表征,分析了表面活性剂和加料速度对壳-核微球的形成、形貌和物相的影响。结果表明,在优化的工艺条件下,可以制备出晶粒尺寸约为50.2nm的纯铁均匀包覆的壳-核结构复合材料,包覆层显示出均匀、光滑和紧密的特点,包覆层Fe原子为体心立方结构。表面活性剂的加入提高了颗粒分散均匀性,促进了包覆层的形成。随着碳酸氢铵滴加速度的增大,引起均相沉淀的发生,在颗粒表面形成凸起。     

微通道换热器两相流分布研究现状与展望

两相流进入微通道换热器容易出现分布不均匀的现象,显著降低微通道换热器的性能.本文对微通道换热器两相流分布的研究动态进行了归纳与分析,主要介绍了微通道换热器中两相流分布特性的影响因素、提升微通道换热器中两相流分布均匀性的技术方案、微通道换热器两相流分布特性的仿真研究及相分离技术在微通道换热器中的应用;论述了两相流在微通道...     

微滴乳液聚合制备纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合材料

在硅溶胶中加入八甲基环四硅氧烷(D4)和偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷(KH560),以十二烷基苯磺酸(DBSA)催化D4的开环聚合,借助超声强化聚二甲基硅氧烷(PDMS)和偶联剂对硅溶胶的表面改性。将改性硅溶胶及其混合物分散在甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的混合单体中,实施微滴乳液聚合,制备SiO₂/聚丙烯酸酯纳米复合材料。硅溶胶改性阶段的催化剂中和后成为后续微滴乳液聚合的乳化剂,而伴生的PDMS成为有效抑制单体珠滴Ostwald 熟化的超疏水剂。采用FTIR、TGA、TEM、马尔文纳米粒度仪、水接触角等测试方法对改性纳米粒、复合胶乳和胶乳薄膜进行表征。结果表明,PDMS和偶联剂在SiO₂表面形成了共价键合和包覆,且伴生的PDMS改善了复合胶乳薄膜的表面疏水性,复合粒子是聚合物基体为壳、SiO₂纳米颗粒呈海岛分散的 (多)核-壳结构形态,SiO₂占单体质量分数为3%时,平均粒径约98 nm。     

反应挤出原位阴离子聚合尼龙6/石墨烯复合微球的连续制备与表征EI北大核心CSCD

以己内酰胺(CL)、苯乙烯(St)及氧化石墨烯(GO)为主要原料,首先在熔融的CL中经自由基聚合得到聚苯乙烯(PS)/CL/GO混合熔体,然后在双螺杆挤出机中引发CL阴离子聚合生成尼龙6(PA6),获得PS为连续相、GO选择性分布于球状PA6分散相的PA6/PS/GO三元混合物,最后去除PS相制备PA6/GO复合微球。采用扫描电镜、透射电镜、热失重及差示扫描量热等方法,研究了GO在三元混合物中的选择分布、PA6/GO复合微球的结构及耐热性。结果表明,在三元混合物中GO选择性分布于PA6相中;随着GO含量增加,PA6/GO复合微球的直径减小;与纯PA6微球相比,PA6/GO复合微球具有更高的热稳定性。     

微流控技术制备吡柔比星聚乳酸微球及其体外释放研究

微流控液滴技术是制备单分散性药物载体的理想方法,对精确考察药物的释放行为、释放机理及动力学模型具有重要意义。采用亲水性修饰T型通道产生单分散性吡柔比星聚乳酸液滴,考察了通道性质对液滴生成的影响以及连续相和分散相流速与液滴尺寸的关系,制备了两种粒径的吡柔比星聚乳酸微球并考察了其体外释放行为。结果表明,经修饰的通道可产生稳定均一的液滴,通过调节两相流速可以有效控制液滴和微球的尺寸,制备的微球粒径均一,载药量和包封率高,吡柔比星体外释放缓慢且无明显突释,尺寸较大微球的释放速率较慢。     

埃洛石纳米管热敏复合微球的制备及吸附性能

通过种子乳液聚合法在埃洛石纳米管(HNTs)表面包覆聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),制备了HNTs/PNIPAM热敏复合微球。利用红外光谱仪(FT-IR)、粒度仪、比表面积测试仪(BET)对复合微球的结构和形貌进行了分析,通过分光光度法研究了复合微球对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,复合微球粒径约为1.8μm,比表面积约为18.2m2/g;其体积相转变温度约为33.6℃,具有热敏性。实验条件下,复合微球对溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附率为99.4%,吸附MB后的复合微球在室温下再生60min后,MB解吸附趋于平衡,进一步在40℃进行解吸附时,微球中MB可以进一步释放。