文/张希成 郑依铭

1 引言

膜裂聚四氟乙烯（PTFE）纤维具有优异的热稳定性和极好的耐腐蚀性，这得益于其螺旋状的分子结构[1]和高度结晶的聚集态结构。膜裂PTFE纤维的聚集态结构与生产过程中温度、牵伸力、冷却速率等热处理工艺有关[2]。在膜裂PTFE纤维聚集态结构的研究中，多借助X射线衍射技术来评价纤维的结晶程度和热处理工艺的优劣[3-4]。对于膜裂PTFE纤维自身的分子链排列、结晶结构模型鲜有关注。鉴于此，本研究利用偏光显微镜观察膜裂PTFE纤维，采用合适的两相结构模型表征其聚集态结构，并借助图像处理技术推算其结晶度。该方法低成本、直观地表示出膜裂PTFE纤维的聚集态结构，建立了性能与结构之间的联系，并对纤维的热处理工艺具有一定的指导作用。

2 试验部分

2.1 试验仪器与原料

膜裂PTFE纤维，强度2.7cN/dtex，细度3dtex～5dtex，长度（50±5）mm；ECLIPES LV 100N POL偏光显微镜。

2.2 结果与讨论

2.2.1 膜裂PTFE纤维的表面形态

图1（a）为膜裂PTFE纤维的偏光显微图像，可以清晰地观察到沿纤维轴向排列的彩色条纹，宽度在3μm～20μm之间。光程差不同使不同波长的色光被加强或减弱，色光叠加形成条纹的色彩。光程差与纤维细度（厚度）和折射率密切相关[5]，计算方法见式（1）。膜裂PTFE纤维表面存在的沟槽使纤维厚度不均匀，导致光程差不同，从而形成多种颜色的彩色条纹。另一方面，说明PTFE纤维结构呈各向异性，其聚集态结构可以被两相结构理论解释。

图1 偏光显微镜图像

式中：Δ为光程差，mm；d为纤维直径或厚度，mm；n为折射率。

图1（b）为膜裂PTFE原纤化的纤维，多见于纤维的表面分叉处。……