《基於平行板流動小室的微膠囊顆粒細觀力學特徵研究》是依託昆明理工大學，由何艷萍擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於平行板流動小室的微膠囊顆粒細觀力學特徵研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：何艷萍
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
平行板流動小室裝置被長期運用於統計顆粒吸附性能的研究領域，但目前還沒有運用該裝置直接測量並計算顆粒在特定表面的吸附力和運用此裝置研究顆粒在特定表面上摩擦性能的研究，因此本項目旨在創新採用平行板流動小室裝置研究單個微膠囊在特定表面的吸附力和摩擦力。具體包括：（1）研究不同環境下微膠囊在特定表面的接觸理論；（2）研究附著在特定表面的微膠囊顆粒在平行板流動小室中的受力情況以及這些膠囊從表面被流體帶走的移動機理；（3）根據微膠囊顆粒的接觸力學，受力分析，以及它們被流體帶走的作用機理建立數學模型並設計實驗，運用該裝置測量並計算單個微膠囊與特定表面的吸附力和摩擦力。本項目提出的方法論可將平行板流動小室裝置的運用擴展到直接測量微觀顆粒在特定表面上的吸附力和摩擦力，為微觀世界的表征開闢一種更為廉價、可靠、簡便易行的研究方法。
結題摘要
平行板流動小室裝置被長期用於統計微觀顆粒在特定表面的吸附性能，但到目前為止，還沒有運用平行板流動小室直接獲取微觀顆粒與特定表面吸附力和摩擦力的研究。本項目旨在將平行板流動小室裝置的運用提升到理論水平，為微觀世界的表征開闢一種更為廉價、可靠、簡便易行的研究方法。首先，採用原位聚合法製備了三聚氰胺甲醛水楊酸己酯微膠囊。在此工作的基礎上，發明了採用丙烯酸酯聚合物中間層橋接製備三聚氰胺甲醛香精油微膠囊和採用泡沫相相分離簡單高效製備聚合物微球兩種新方法。兩種新方法的發明，促進了微膠囊化技術的發展。然後，選用原位聚合法製備的三聚氰胺甲醛水楊酸己酯微膠囊為研究對象，在乾態下利用顯微操作技術裝置研究了微膠囊在施載入荷下的變形行為，探討了微膠囊與特定表面在乾態下的接觸機理，發現微膠囊在乾態下與玻璃板的接觸屬於彈性變形，符合JKR模型。然後通過AFM，研究了微膠囊與玻璃板在水溶環境中的接觸行為，發現在水溶液環境中，微膠囊與玻璃板之間不存在真正的接觸。接著，在實驗室自組裝了平行板流動小室裝置，驗證了該裝置可以用於執行統計微膠囊被水流沖走的實驗。然後對微膠囊進行受力分析，基於經典流體力學提出的顆粒被水流沖走的三種作用形式（拉升離開、拖曳滑動、滾動離開），建立微膠囊受力和扭矩平衡，進而推導出了平行板流動小室中水流速度、微膠囊所處位置，微膠囊的粒徑等參數與微膠囊與玻璃板表面吸附力、摩擦力的關聯關係，得到了用於預測微膠囊在玻璃板上吸附力和摩擦力的數學模型, 並且模型預測微膠囊在平行板流動小室中被流體移動的作用機理為滾動。最後，設計實驗，獲取了相關參數，帶入數學模型計算了微膠囊與特定表面之間的吸附力。並且利用原子力顯微鏡測試得到了單個微膠囊與特定表面之間的吸附力，將理論模型計算得到的結果跟實驗結果進行比對，驗證了模型的準確性。
