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(cè)試和研究中心的圣加侖分部完成，試驗(yàn)部分在瑞士蘇黎世的聯(lián)邦理工大學(xué)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)室歷時(shí)6個(gè)月完成。課題是聚羥基脂肪酸酯(PHA)人工肌腱項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)有優(yōu)良可降解性能和機(jī)械性能的人工肌腱，作為人體內(nèi)肌腱恢復(fù)的臨時(shí)構(gòu)架。
　　 為了研究人工肌腱的可降解性和機(jī)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(gè)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(cè)量方法并將其應(yīng)用于兩

2、種雙組分纖維以測(cè)試其正確性。在傳統(tǒng)的測(cè)量方法中，四圓x軸衍射儀只適用于單晶顆粒的測(cè)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(cè)量提供了新的數(shù)據(jù)來(lái)源。
　　 為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，首先需要引入一個(gè)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(gè)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(cè)量用的實(shí)驗(yàn)參數(shù)：樣品與探測(cè)頭之間的距離，x射線的照射時(shí)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(cè)量結(jié)果更加精確。這里還需要對(duì)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(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行背景調(diào)整可以消除測(cè)試環(huán)境中的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。
　　 在測(cè)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?yàn)樗鼈兌际腔陬w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(jì)算取向度時(shí)，新增步驟可以把分別屬于兩個(gè)衍射光斑的積分衍射密度分開；在計(jì)

4、算結(jié)晶度時(shí)，新增步驟可以把雙組分纖維兩個(gè)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(jì)算公式。
　　 最后，應(yīng)用新的測(cè)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(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，以驗(yàn)證方法的可行性。測(cè)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(duì)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