乙交酯-L-丙交酯共聚物纖維拉伸過程的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、乙交酯(GA)-L-丙交酯(LA)共聚物(PGLA)纖維具有良好的可生物降解性和生物相容性，是一種重要的醫(yī)用材料。本論文以GA/LA摩爾比為92/8的PGLA初生纖維作為起始材料，研究拉伸過程中溫度、形變速率和拉伸比與結(jié)構(gòu)變化的關(guān)系和相應(yīng)的拉伸纖維的性能，歸納出拉伸過程中的結(jié)構(gòu)-性能-工藝關(guān)系，闡明了結(jié)構(gòu)形成以及結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的分子機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，制備出具有良好力學(xué)性能的纖維。通過研究，得到如下結(jié)論： 1)基于兩相模型，采用聲

2、速法確定了晶區(qū)和非晶區(qū)的特征橫向模量，分別為E0t,c=9.35GPa、E0t,am=3.21GPa，建立了非晶區(qū)取向函數(shù)的表征方法，并通過對(duì)不同樣品熱收縮率的比較，證實(shí)了該方法的合理性。 2)隨拉伸比增大，結(jié)晶度和非晶區(qū)取向函數(shù)增大，拉伸纖維斷裂伸長率從160％線性降低至40％，楊氏模量和強(qiáng)度線性增加；拉伸比大于7時(shí)，由于發(fā)生了明顯的形變誘導(dǎo)結(jié)晶，結(jié)晶度和非晶區(qū)取向函數(shù)的增加速率增大，線性關(guān)系發(fā)生轉(zhuǎn)折，楊氏模量發(fā)生同樣的變化規(guī)

3、律。 3)拉伸溫度升高使得拉伸過程中的分子鏈解取向顯著發(fā)生，非晶區(qū)取向函數(shù)減小，難以發(fā)生形變誘導(dǎo)結(jié)晶，結(jié)晶度降低，楊氏模量減??；繼續(xù)升高溫度將發(fā)生明顯的流動(dòng)拉伸現(xiàn)象，分子鏈大尺度解取向顯著發(fā)生，經(jīng)90℃拉伸后樣品的斷裂伸長率約為1.98％，強(qiáng)度為0.6cN/dtex，與初生纖維相近。 4)在0.39—3.02s-1的形變速率范圍內(nèi)，隨形變速率的增大，楊氏模量增加18％，斷裂伸長率和強(qiáng)度分別降低37％和24％。這是由于隨形

4、變速率的增大，結(jié)晶度增大。在形變速率高于1.52s-1時(shí)出現(xiàn)結(jié)晶衍射峰，此后形變誘導(dǎo)結(jié)晶顯著增多，在一定程度上抑制了分子鏈的解取向，使非晶區(qū)取向函數(shù)相應(yīng)增大。 5)PGLA分子鏈的柔性較高，為了提高楊氏模量，不僅需要有較高的取向，也需要完善的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。為了提高強(qiáng)度，不僅需要有完善的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，還需要較好的非晶態(tài)分子鏈大尺度取向，即較好的規(guī)整性。 6)基于結(jié)構(gòu)-性能-工藝關(guān)系的研究，在實(shí)驗(yàn)室制備出了強(qiáng)度為5.5cN/dtex