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2-18 强场物理与快点火靶制备技术杜 凯实现聚变点火是惯性约束聚变（ICF）物理实验研究近期的目标之一。Tabak等于1994年提出了“快点火”的概念。目前，有关快点火的基础物理现象与基本物理规律的实验研究已经成为ICF物理实验研究的新热点。为了了解快点火物理过程，需要研究快电子与离子的产生及其能量在靶中的输运过程。在这类实验中，聚合物（尤其是氘代聚合物）膜是一类重要的实验用靶。以氘代苯乙烯（DSt）单体为初始材料，通过本体自由基聚合反应制备全氘代聚苯乙烯（DPS），然后利用流延法和浇铸法制备出厚度从几十纳米至数百微米的DPS膜。研究了不同热处理条件对DPS厚膜的玻璃化转变温度（Tg）、储能模量与损耗模量、抗张强度等物理性能的影响。 由聚合物溶液制备薄膜其实是有机溶剂挥发，聚合物由液相转为固相的过程。按照流体力学不稳定性原理，作为一个流体系统，涂膜溶液在挥发时其气 /液界面不可避免地受到某种随机扰动。这种随机扰动可能不断长大，在气/液界面形成凹凸不平或孔洞之类的结构。当溶液固化成膜时，上述结构也将固化在膜表面，造成膜的厚度不均匀性或缺陷。对于流延法和浇铸法制备薄膜过程，这种扰动主要来源于制备环境中的灰尘颗粒、涂膜基片表面的缺陷或杂质以及空气的扰动等。清洁的基片（或模具）表面是减少上述随机扰动，提高膜厚均匀性的重要基础。目前采用的基片（或模具）清洗工艺包括洗洁剂、丙酮与蒸馏水超声波清洗，能够基本满足膜制备要求。由于实验室环境的影响，在清洗后的基片上通常吸附有极小的灰尘颗粒。清洗后应用超纯水漂洗尽量除去基片（或模具）上的颗粒，然后立即涂脱膜剂备用。 减少空气扰动的方法是在涂膜基片（或模具）外加防护罩。防护罩同时可以降低有机溶剂的挥发速率，避免挥发过快造成膜的凝聚态结构发生变化。 在聚合物中除了拓扑缠结外，还存在着一种凝聚缠结，缠结的本质是链内或相邻链间的几个单体单元的一种局部向列性相互作用。由于凝聚缠结是链内或链间的一种弱相互作用，所以凝聚缠结点的密度与强度强烈依赖于温度，即凝聚缠结与试样的热处理过程有关。采用 2种不同的热处理方式对DPS膜进行处理：其中样品1在110℃退火4h后直接淬火至室温；样品2在110℃退火4h后淬火至室温，再在90℃退火5h后缓慢冷却至室温。样品1从110℃直接淬火至室温，其分子链来不及重排，被冻结在Tg以上的状态，在淬火过程中没有形成新的凝聚缠结点。样品2在退火后缓慢降温，在此过程中分子链有足够的时间重排，可以形成更强的或更稳定的凝聚缠结点。因此，样品2的Tg略高于样品1。退火使样品的凝聚态结构产生一定程度的变化，自由体积降低，分子链的可动性降低，导致储能模量增加，韧性降低。 |