乙交酯l丙交酯共聚物纤维拉伸过程的结构与性能

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时间:2019-02-06

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1、中文摘要乙交酯(GA)一L一丙交酯(LA)共聚物(PGLA)纤维具有良好的可生物降解性和生物相容性,是一种重要的医用材料。本论文以GA/LA摩尔比为92/8的PGLA初生纤维作为起始材料,研究拉伸过程中温度、形变速率和拉伸比与结构变化的关系和相应的拉伸纤维的性能,归纳出拉伸过程中的结构一性能一工艺关系,阐明了结构形成以及结构一性能关系的分子机理。在此基础上,制备出具有良好力学性能的纤维。通过研究,得到如下结论:1)基于两相模型,采用声速法确定了晶区和非晶区的特征横向模量,分别为硪=9.35GPa、E

2、乙=3.21GPa,建立了非晶区取向函数的表征方法,并通过对不同样品热收缩率的比较,证实了该方法的合理性。2)随拉伸比增大,结晶度和非晶区取向函数增大,拉伸纤维断裂伸长率从160%线性降低至40%,杨氏模量和强度线性增加;拉伸比大于7时,由于发生了明显的形变诱导结晶,结晶度和非晶区取向函数的增加速率增大,线性关系发生转折,杨氏模量发生同样的变化规律。‘3)拉伸温度升高使得拉伸过程中的分子链解取向显著发生,非晶区取向函数减小,难以发生形变诱导结晶,结晶度降低,杨氏模量减小;继续升高温度将发生明显的流动

3、拉伸现象,分子链大尺度解取向显著发生,经90。C拉伸后样品的断裂伸长率约为1.98%,强度为0.6eN/dtex,与初生纤维相近。4)在0.39—3.02s。1的形变速率范围内,随形变速率的增大,杨氏模量增加18%,断裂伸长率和强度分别降低37%和24%。这是由于随形变速率的增大,结晶度增大。在形变速率高于1.52s以时出现结晶衍射峰,此后形变诱导结晶显著增多,在一定程度上抑制了分子链的解取向,使非晶区取向函数相应增大。5)PGLA分子链的柔性较高,为了提高杨氏模量,不仅需要有较高的取向,也需要完善

4、的结晶结构。为了提高强度,不仅需要有完善的结晶结构,还需要较好的非晶态分子链大尺度取向,即较好的规整性。6)基于结构一性能一工艺关系的研究,在实验室制备出了强度为5.5cN/dtex、杨氏模量为83.3eN/dtex、断裂伸长率为15.3%的具有良好力学性能的纤维,具有较为完善的晶区结构和较高的非晶区取向。本研究工作为有效控制PGLA纤维的凝聚态结构积累了必要的基础研究,同时从结构设计的角度达到了控制并提高PGLA纤维力学性能的目的。关键词:乙交酯-L一丙交酯共聚物纤维拉伸结晶度非晶区取向函数Abs

5、tractPoly(glycolide-·00··I_-laetide)(FGLA)isanimportantandvaluablematerialwithexcellentbiodegradabilityandbioadaptability.Inthispaper,as—spunPGLAfiberswith92/8molarratioofglycolidetoL-lactideWasusedasthelaWmaterialsforsmdmgtherelationshipbetweendrawing

6、conditions,includingdrawingtemperature,deformationrateanddrawingratioandthepropertiesofdrawingfibers.ThemolecularmechanismofthestructuralformationandtherelationshipbetweenthestructureandpropertiesWasdescribed.AndthePGLAfiberwithexcellentmechanicalprope

7、rtiesWaSproduced.111econclusionsareasfollowing:.1)InordertOobtainthekeystructureparameterofamorphousorientationfunctionofpoly(glyeolide-co·L-lactide)fibers,theintrinsictransversemoduliintheamorphous..regionandthecrystallineregionweredeterminedinatechno

8、logyofsonicpropagationspeedbasedontwo-phasemodel.Theywere或=9.35GPaand群。=3.21GParespectively.Theircorrectnesswasprovedbythermo-shrinkagesofdifferentdrawingPGLAfibers.2)Whendrawingratioswereenhanced,thecrystallinityandtheamorphousorientat

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