基于廣角x射線射的雙組分纖維結(jié)晶度和取向度的研究.pdf

1、本課題在瑞士材料測試和研究中心的圣加侖分部完成，試驗部分在瑞士蘇黎世的聯(lián)邦理工大學(xué)結(jié)晶實驗室歷時6個月完成。課題是聚羥基脂肪酸酯(PHA)人工肌腱項目的一部分，該項目的目的是設(shè)計一個有優(yōu)良可降解性能和機械性能的人工肌腱，作為人體內(nèi)肌腱恢復(fù)的臨時構(gòu)架。
　　 為了研究人工肌腱的可降解性和機械性能，需要研究原料的取向性和結(jié)晶性。所以，本課題的目的就是提出一個新的基于牛津四圓x軸衍射儀的雙組分纖維取向度和結(jié)晶度的測量方法并將其應(yīng)用于兩

2、種雙組分纖維以測試其正確性。在傳統(tǒng)的測量方法中，四圓x軸衍射儀只適用于單晶顆粒的測量。新方法的提供擴(kuò)大了該儀器的使用范圍，并為雙組分纖維性質(zhì)的測量提供了新的數(shù)據(jù)來源。
　　 為了實現(xiàn)這個目的，首先需要引入一個新的樣本夾持器以克服傳統(tǒng)夾持器只能夾持顆粒狀樣本的應(yīng)用局限，這個部分在本課題的準(zhǔn)備階段已經(jīng)完成了。本課題需要完成的是定義測量用的實驗參數(shù)：樣品與探測頭之間的距離，x射線的照射時間和夾持器類型。接著確定適合雙組分纖維的參數(shù)數(shù)值

3、和有效的參照系，這可以使測量結(jié)果更加精確。這里還需要對樣品夾持器進(jìn)行x射線衍射照射，以得到的衍射圖樣作為背景。對每個樣品進(jìn)行背景調(diào)整可以消除測試環(huán)境中的空氣對實驗結(jié)果的干擾。
　　 在測量結(jié)果的定量分析部分，傳統(tǒng)的分析方法也需要被改進(jìn)，因為它們都是基于顆粒狀單晶樣品的。新方法在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上新增了一些步驟處理數(shù)據(jù)使其能適應(yīng)雙組分纖維復(fù)雜的取向和結(jié)晶性質(zhì)。在計算取向度時，新增步驟可以把分別屬于兩個衍射光斑的積分衍射密度分開；在計

4、算結(jié)晶度時，新增步驟可以把雙組分纖維兩個組分的衍射圖樣分別分解，使處理后的結(jié)果適用于傳統(tǒng)的結(jié)晶度計算公式。
　　 最后，應(yīng)用新的測量方法和定量分析方法于兩種不同的雙組分纖維，3-羥基丁酸-共-3-羥基戊酸共聚物(PHBV)-聚乳酸(PLA)和聚苯硫醚(PPS)-聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，以驗證方法的可行性。測試得到的數(shù)據(jù)為討論紡紗系數(shù)（牽伸比例，皮芯配置和組分）對纖維取向度結(jié)晶度的影響提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。由分析結(jié)果可知，牽伸比