复合乳粒固化成球的流场调控机理与方法研究

发布时间：2023-04-22 17:20

　　空心微球在生物医学检测、药物释放控制、原子能利用等领域有着广泛的应用。另外,在一些特殊应用中,对空心微球的尺寸、球形度和壁厚均匀性的要求非常严格。空心微球一般采用乳液微封装法制备,包含了复合乳粒制备过程和乳粒去除有机溶剂固化成球过程。因此,为有效提高复合乳粒的成球品质,有必要掌握复合乳粒尺寸的定量调控和复合乳粒固化成球过程中流场调控的机理与方法。本论文实验研究了复合乳粒在同轴微通道中的定量构建机理;讨论了不同流场及实验参数对复合乳粒成球品质的影响;基于VOF液/液相界面追踪方法,建立了传统旋蒸工艺流场复合乳粒分散的理论模型并进行了数值模拟,结合可视化实验验证了理论模型的合理性,实现了乳粒固化外流场的调控。本文搭建了同轴微通道制备复合乳粒的可视化实验平台,观察了不同工况下复合乳粒的形成过程,分析讨论了不同工况参数(三相流量)对复合乳粒尺寸的影响规律。研究结果表明:随着内水相流量的增加,复合乳粒的外径逐步减小,内径逐渐增加;随着中间相流量的增加,复合乳粒的外径逐步增大,且外径的增幅逐渐减小,内径大小几乎保持不变;复合乳粒的内外径均随外水相流量的增大而减小。开展了传统旋蒸固化工艺参数对成球品...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 空心微球种类及制备工艺
        1.2.1 空心微球材料种类
        1.2.2 空心微球制备工艺
    1.3 空心塑料微球品质的研究进展
        1.3.1 复合乳粒制备过程的流体动力学行为研究
        1.3.2 旋转流场中复合乳粒固化成球的研究现状
    1.4 课题的提出及实验内容
    1.5 本章小结
第二章 微流控法制备复合乳粒
    2.1 引言
    2.2 实验系统和实验方法
        2.2.1 实验系统及实验仪器的处理
        2.2.2 实验原料及溶液配制
        2.2.3 实验仪器及步骤
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 实验机理
        2.3.2 一步法内水相流量对复合乳粒形成过程及尺寸的影响
        2.3.3 一步法中间相流量对复合乳粒形成过程及尺寸的影响
        2.3.4 一步法外水相流量对复合乳粒形成过程的影响
        2.3.5 二步法内水相流量对复合乳粒形成过程的影响
    2.4 本章小结
第三章 基于外流场调控的复合乳粒固化成球品质优化
    3.1 引言
    3.2 实验原理与系统
        3.2.1 实验原理
        3.2.2 测量系统
        3.2.3 流场固化系统
        3.2.4 实验原料及步骤
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 传统旋蒸工艺固化流场转速对复合乳粒成球品质的影响
        3.3.2 传统旋蒸工艺固化流场液面高度对复合乳粒成球品质的影响
        3.3.3 传统旋蒸工艺和新型无规旋转固化装置对复合乳粒成球品质的比较
        3.3.4 无规旋转固化装置的转速优化
    3.4 本章小结
第四章 复合乳粒群固化过程中动力学行为的外流场调控
    4.1 引言
    4.2 数学模型及求解方法
        4.2.1 数学模型
        4.2.2 数学模型及求解方法
        4.2.3 可视化实验验证
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 不同转速工况对乳粒分散特性的影响
        4.3.2 不同液面高度工况对乳粒分散特性的影响
        4.3.3 不同密度差工况对乳粒分散特性的影响
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 主要创新点
    5.3 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的主要学术成果



本文编号：3798080