本實(shí)用新型屬于微流體應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

在ICF研究中，常采用聚合物微球作為靶丸燃料容器，聚合物微球的直徑從幾百微米到幾毫米。通常采用乳液法制備聚合物微球，即先生成W/O/W的雙重乳液，再除去O相的有機(jī)溶劑，得到固化的聚合物球殼，聚合物微球直徑一般在幾百微米至幾毫米。常用的制備雙重乳液的方法有機(jī)械攪拌法和微流體控制法。機(jī)械攪拌法制備的雙重乳液尺寸分布寬、試劑使用量大，不適合精密控制。微流體技術(shù)是上世紀(jì)90年代發(fā)展的一種制備多重乳液的方法，根據(jù)微流體技術(shù)產(chǎn)生液滴的方式可以分為T(mén)型剪切、平行剪切和匯聚剪切式微流體裝置。Chun-Xia Zhao和Minseok Seo等研究了兩相流體中T型剪切、平行剪切、匯聚剪切、膜乳化等方式的作用機(jī)理，分析了相參數(shù)的影響，得到了各種形態(tài)的小尺寸單分散的W/O單乳液；Rhutesh K.Shah等利用同軸剪切方式，制備了單重、雙重、多重乳液。但是通常的微流體技術(shù)制備的乳液尺寸較小，在微納米級(jí)，主要用于生物、醫(yī)藥、化工、石油等領(lǐng)域。

目前，亟需一種能夠制備毫米級(jí)單分散的雙重乳粒的發(fā)生裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置。

本實(shí)用新型的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置，其特點(diǎn)是，包括發(fā)生器本體和三相管道，三相管道插入發(fā)生器本體形成同軸裝置。

所述的發(fā)生器本體包括上端片、上圓筒、圓柱、下圓筒、下端片，從上至下依次疊加，部件之間通過(guò)凸臺(tái)和凹孔的過(guò)盈密封配裝；配裝后，所述的上端片和圓柱之間有中間相溶液池、圓柱和下端片之間有外相溶液池；所述的上端片中心垂直開(kāi)內(nèi)相出液口，圓柱中心垂直開(kāi)中間相出液口，下端片中心垂直開(kāi)外相出液口；內(nèi)相出液口、中間相出液口和外相出液口同軸，內(nèi)徑依次增加；所述的上圓筒側(cè)面水平開(kāi)中間相進(jìn)液口，下圓筒側(cè)面水平開(kāi)外相進(jìn)液口。

所述的三相管道包括內(nèi)相管道、中間相管道和外相管道；所述的內(nèi)相管道的外徑為D1；所述的中間相管道的內(nèi)徑為d2，外徑為D2；所述的外相管道的內(nèi)徑為d3；D1＜d2＜D2＜d3；配裝時(shí)，所述的內(nèi)相管道插入內(nèi)相出液口，中間相管道插入中間相出液口，外相管道插入外相出液口，出液口和管道之間過(guò)盈密封配裝。

所述的上端片、上圓筒、圓柱、下圓筒、下端片的材料采用聚四氟乙烯，內(nèi)相管道、中間相管道和外相管道的材料為玻璃。聚四氟乙烯材料能耐有機(jī)溶劑腐蝕，具有微彈性，能夠利用過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)密封，玻璃易于進(jìn)行表面親疏水處理，耐有機(jī)溶劑腐蝕。

所述的內(nèi)相管道和外相管道經(jīng)TECH-0試劑親水處理，中間相管道經(jīng)十八烷基三甲氧基硅烷疏水處理。

所述的內(nèi)相管道和外相管道還可經(jīng)十八烷基三甲氧基硅烷疏水處理，中間相管道經(jīng)十八烷基三甲氧基硅烷疏水水處理。

溶液體系流經(jīng)本實(shí)用新型的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置產(chǎn)生雙重乳粒，溶液體系包括內(nèi)相溶液、中間相溶液和外相溶液；由于D1＜d2＜D2＜d3，內(nèi)相管道、中間相管道和外相管道中留有縫隙，內(nèi)相溶液進(jìn)入內(nèi)相管道，中間相溶液通過(guò)中間相進(jìn)液口流入中間相溶液池后進(jìn)入中間相管道，外相溶液通過(guò)外相進(jìn)液口流入外相溶液池后進(jìn)入外相管道。通過(guò)改變D1、d2、D2、d3能夠產(chǎn)生不同尺寸的雙重乳粒。

通過(guò)拆卸、清洗上端片、上圓筒、圓柱、下圓筒、下端片可實(shí)現(xiàn)三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置的重復(fù)使用。

本實(shí)用新型的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置的工作過(guò)程如下：

a.設(shè)定流速，設(shè)定內(nèi)相溶液的流速范圍為2 ml/h ~5ml/h、中間相溶液的流速范圍為2 ml/h ~5ml/h，外相溶液的流速范圍為600 ml/h ~1500ml/h；

b.進(jìn)樣，按外相溶液、中間相溶液、內(nèi)相溶液的順序，依次向外相管道輸入外相溶液、中間相管道輸入中間相溶液、內(nèi)相管道輸入內(nèi)相溶液；

c.收集，在外相管道的出口處收集產(chǎn)生的雙重乳粒。

本實(shí)用新型的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置能夠產(chǎn)生單分散大直徑雙重乳粒，該裝置采用同軸剪切方式，成功制備了內(nèi)徑800μm~1000μm、壁厚50μm~300μm單分散的水/PAMS-FB/PVA、水/PS-FB/PVA、水/DPS-FB/PVA的水包油包水的雙重乳粒。通過(guò)改變?nèi)喙艿赖某叽纾軌蛑苽鋬?nèi)徑200μm ~3000μm的雙重乳粒；通過(guò)改變?nèi)喙艿赖挠H疏水性能，還能夠制備油包水包油(O1/W/O2)的雙重乳液。本實(shí)用新型的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置操作簡(jiǎn)單適用范圍廣，易清洗，控制精度高，可有效解決目前乳液微封裝發(fā)制備毫米級(jí)聚合物微球中直徑、壁厚不可控的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置裝配圖；

圖中，1.上端片 2.上圓筒 3.圓柱 4.下圓筒 5.下端片 6.內(nèi)相出液口 7.中間相進(jìn)液口 8.中間相出液口 9.外相進(jìn)液口 10.外相出液口 11.內(nèi)相管道 12.中間相管道 13.外相管道 14. 中間相溶液池 15. 外相溶液池。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。

實(shí)施例1

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置，包括發(fā)生器本體和三相管道，三相管道插入發(fā)生器本體形成同軸裝置。

所述的發(fā)生器本體包括上端片1、上圓筒2、圓柱3、下圓筒4、下端片5，從上至下依次疊加，部件之間通過(guò)凸臺(tái)和凹孔的過(guò)盈密封配裝；配裝后，所述的上端片1和圓柱3之間有中間相溶液池14、圓柱3和下端片5之間有外相溶液池15；所述的上端片1中心垂直開(kāi)內(nèi)相出液口6，圓柱3中心垂直開(kāi)中間相出液口8，下端片5中心垂直開(kāi)外相出液口10；內(nèi)相出液口6、中間相出液口8和外相出液口10同軸，內(nèi)徑依次增加；所述的上圓筒2側(cè)面水平開(kāi)中間相進(jìn)液口7，下圓筒4側(cè)面水平開(kāi)外相進(jìn)液口9。

所述的三相管道包括內(nèi)相管道11、中間相管道12和外相管道13；所述的內(nèi)相管道11的外徑為D1；所述的中間相管道12的內(nèi)徑為d2，外徑為D2；所述的外相管道13的內(nèi)徑為d3；D1＜d2＜D2＜d3；配裝時(shí)，所述的內(nèi)相管道11插入內(nèi)相出液口6，中間相管道12插入中間相出液口8，外相管道13插入外相出液口10，出液口和管道之間過(guò)盈密封配裝。

溶液體系流經(jīng)本實(shí)用新型的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置產(chǎn)生雙重乳粒。

內(nèi)相管道11和外相管道13經(jīng)TECH-90試劑親水處理，中間相管道12經(jīng)十八烷基三甲氧基硅烷疏水處理，內(nèi)相溶液為蒸餾水、中間相溶液為聚-α-甲基苯乙烯的氟苯溶液、外相溶液為聚乙烯醇水溶液。

內(nèi)相管道11的外徑為500μm，中間相管道12的內(nèi)徑為750μm，外徑為1000μm，外相管道13的內(nèi)徑范圍為2200μm。

內(nèi)相溶液流速為3 .5ml/h、5 ml/h、800 ml/h，產(chǎn)生內(nèi)徑880μm、壁厚170μm的水包油包水雙重乳粒。

通過(guò)改變中間相管道外徑和外相管道內(nèi)徑及三相流速參數(shù)，能夠制備不同尺寸的水包油包水雙重乳粒，具體參數(shù)見(jiàn)表1中的實(shí)施例2-7。

實(shí)施例8

實(shí)施例8與實(shí)施例1的三孔同軸式雙重乳粒發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)基本相同，主要區(qū)別在于內(nèi)相管道11和外相管道13經(jīng)十八烷基三甲氧基硅烷疏水處理，中間相管道12經(jīng)十八烷基三甲氧基硅烷疏水水處理，內(nèi)相溶液為硅油、中間相溶液為正硅酸乙酯水解物和外相溶液為硅油，

內(nèi)相溶液流速為2 .5ml/h、3ml/h、700 ml/h，產(chǎn)生內(nèi)徑820μm、壁厚160μm的油包水包油雙重乳粒。

表1

本實(shí)用新型不局限于上述具體實(shí)施方式，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。