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微胶囊材料作为新型的功能性材料,在建筑节能、能源储存、聚变能利用等领域得到了广泛的研究和应用。微胶囊材料的主要制备方法均为在制备得到多重乳液或复合乳粒芯轴的基础上,在乳状液芯轴表面聚合壳壁材料从而形成微胶囊。因此,稳定、可控制备高质量的乳状液芯轴在微胶囊的制备中具有非常重要的地位。而多重乳液与复合乳粒的传统制备方法主要为搅拌法及膜乳化法,制备流程较为粗糙,材料消耗较大,制备成功率低且控制性差,无法获得均一性较好的单分散多重乳液与复合乳粒。微流控技术在多重乳液及复合乳粒的制备中展现出了极大的优势与潜力,其稳定可控、制备成功率高且单分散性优良的特点使得我们可以借助其制备高质量的多重乳液与复合乳粒,从而为微胶囊材料的制备提供高质量的芯轴基础。微流控方法制备复合乳粒一般以多重乳液的制备为基础,其固体内核源自于多重乳液的制备及固化。目前,从多重乳液的制备、固化至复合乳粒制备的完整微流控体系尚未得到较好的建立。并且,微流控方法制备多重乳液及复合乳粒时,其制备过程中及产物的稳定性能尚未得到验证。此外,在现有的微流控方法与装置的基础上开发性能更为优良、复合乳粒产物质量更高的微流控装置也亟待解决。为此,本文致力于建立了一套微流控方法制备多重乳液及复合乳粒的完整体系,分析并验证了多重乳液及复合乳粒制备过程及其产物的稳定性能,并对现有的微流控装置进行了改进,对新型微流控装置制备复合乳粒的过程进行了探究:设计并搭建双重乳液制备系统及固化系统,实验研究W/O/W型双重乳液的制备过程及其稳定性验证;设计并搭建复合乳粒的制备系统,实验研究W/O型单乳液及S/W/O型复合乳粒的制备过程;设计并搭建复合乳粒的固化系统,实验研究材料表面疏水处理、复合乳粒的稳定性,并固化S/W/O复合乳粒制备得到了固体双层微球。本文的研究内容及获得的主要结论如下:(1)设计并研制了双重乳液微流控玻璃芯片,搭建了双重乳液制备系统及固化系统,开展了W/O/W型双重乳液的制备实验、双重乳液稳定性验证实验以及固化实验,研究了W/O/W双重乳液不同工况下尺寸变化规律与单分散性特性,以及不同外相表面活性剂对双重乳液稳定性的影响规律,并通过固化W/O/W双重乳液制备得到了固体微球。研究结果表明:采用双重乳液微流控系统可连续、稳定制备单分散性较好的W/O/W双重乳液;三相体积流量均对W/O/W双重乳液尺寸有一定影响;采用PVA作为外相表面活性剂对双重乳液有较好的稳定作用;采用双重乳液固化系统可固化得到质量较好的PS微球,其作为内核为复合乳粒的制备奠定了基础。(2)设计并研制了T型微流控芯片,搭建了复合乳粒的制备系统,开展了W/O型单乳液及S/W/O型复合乳粒的制备实验,并采用高速CCD对生成过程进行实时观测与调控,研究了W/O单乳液与S/W/O复合乳粒在生成过程中的流型分布规律、力学变化规律、尺寸变化规律及单分散性特征。研究结果表明:采用T型微流控芯片系统可稳定制备W/O单乳液与S/W/O复合乳粒;W/O单乳液及S/W/O复合乳粒的生成流型可分为活塞型(plug)、椭球型(cobble)、球型(sphere)以及层流型(laminar)四种,其分布与流速比Q_c/Q_d及毛细管数Ca_c相关;W/O单乳液尺寸在Q_d相同时随Q_c增大而减小,且单分散性较好;S/W/O复合乳粒尺寸同样在Q_d相同时随Q_c增大而减小,但由于PS内核的存在,其单分散性指数一般为1%-5%,且随流速比增大而减小。(3)设计并搭建了复合乳粒的固化系统,开展了材料表面疏水处理实验、复合乳粒的稳定性验证实验与S/W/O复合乳粒的固化实验,研究了S/W/O复合乳粒生成过程中的失稳行为、不同连续相(油相)表面活性剂对复合乳粒固化过程稳定性的影响。研究结果表明:采用等离子体射频蚀刻法对材料表面进行处理可获得接触角为110°的疏水表面;采用适宜大小的流速比与采用臭氧对PS内核进行表面处理,可有效解决S/W/O复合乳粒在通道中流动时前端剪切及脱包覆的失稳行为;司盘80及阿拉西A作为连续相表面活性剂均对复合乳粒固化过程中的稳定性有着明显的改善作用,其中阿拉西A效果更佳;通过固化S/W/O复合乳粒得到了PS-PVA双层微球。本文主要研究了微流控法制备多重乳液及复合乳粒的过程,完善了由多重乳液至固体微球的制备流程,研究并阐明了含固体颗粒复合乳粒的生成过程流体动力学特性及产物的影响规律,相关研究成果这不仅可以为多重乳液与复合乳粒的微流控法制备提供实验支撑及新的思路,巩固并完善多重乳液至复合乳粒的微流控制备体系,而且为微胶囊材料芯轴的微流控制备提供了实验基础。