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Z箍缩(Z-pinch)是实现惯性约束聚变(ICF)的重要途径之一。模拟Z箍缩用氘代聚苯乙烯(DPS)复合纤维的制备,在PS中掺入纳米铝(AlNPs)制备聚苯乙烯/纳米铝(PS/AlNPs)复合纤维,其中Al既可作为导电基元存在,又能在Z-pinch物理实验中可提供元素诊断示踪信息。本文进行了PS与PS/AlNPs复合材料的制备、PS与PS/AlNPs复合材料的可纺性,以及PS与PS/AlNPs复合材料的纺丝特性等研究。采用分散聚合法合成了PS及PS/AlNPs,研究了引发剂浓度、反应温度等因素对PS分子量及分布的影响,并采用FTIR、XRD、GPC等手段对合成产物进行了结构表征。结果表明:引发剂浓度0.4wt%~2wt%,反应温度75℃,反应时间10h时可制备出目标分子量范围的PS或PS/AlNPs,分子量为5×104~25×104,分子量分布小于1.7;AlNPs经PVP表面改性,通过分散聚合实现了AlNPs被PS基体有效包覆,基体分子量分布低于1.7,且复合材料热稳定性优异。测定了PS、PS/AlNPs体系的粘度-温度曲线,分别确定了它们的纺丝温度范围:220℃~240℃;240℃~260℃。通过毛细管流变进行了样品可纺性与非牛顿行为测试分析,结果表明:5×104~25×104分子量范围内,分子量越大,可纺性越好;AlNPs含量小于10wt%的复合材料皆具备可纺性。研究了纺丝温度、纺丝速率、载荷对PS纤维直径及纤度的影响,并利用单纤维强力仪、TG、XRD和FTIR等对PS纤维性能进行了测试分析。结果表明:纺丝温度220℃、载荷10N、纺丝速率达90m/min时得到的PS纤维平均直径可达24.8μm,最细可达13.1μm,纤度为6.3dtex;PS纤维断裂强力可达19.8cN,断裂伸长率可达41%;PS纤维的结晶度随着纺丝速率的提高而增大;PS树脂经纺丝过程并未出现结构损伤,制得纤维的耐热性并未改变。研究了纺丝温度为240℃、负载为10N时纺丝速率对PS/AlNPs复合纤维直径及纤度的影响,借助于SEM-EDS、单纤维强力仪、TG、XRD和FTIR等方法对复合纤维性能进行测试分析,结果表明:纺丝速率约70m/min时,复合纤维直径最小可达10.5μm;AlNPs在PS/AlNPs复合材料基体中分散均匀,内部被PS包覆的AlNPs具有较好的抗氧化能力;与PS纤维相比,PS/AlNPs复合纤维的断裂强力有所降低,但仍能满足Z箍缩丝阵材料的使用要求。本文所制备的PS/Al NPs复合纤维各项性能指标能够达到Z箍缩丝阵材料的基本特性要求,为Z箍缩用DPS/AlNPs复合纤维的研制提供了可靠的技术支撑。