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热定型机理及工艺条件分析
2016/3/31 9:16:04
【热定型机理及工艺条件分析】
一、纤维定形的概念
定形：使纤维发生应力松驰现象，并达到某种稳定形式的过程。
定形的过程分二步：
(1)部分大分子链段间作用力迅速遭破坏；
(2)大分子在新的位置上迅速重建新的分子间力，且固定下来。
二、热定形机理
1、造成合纤织物热稳定性差的原因。
(1)成纤过程中隐藏了内应力，大分子的排列未达到最稳定的状态，遇热后分子热振动加剧，发生弯曲，使fibre回缩，尺寸变小。
(2)纺织过程中不断受力，且受力不匀，加剧了遇热回缩及回缩不匀的倾向，使织物产生皱纹，且难以去掉。
2、热定形的方法
即在适当的拉伸张力下供给织物热能，使大分重排，再迅速冷却，使fibre处于能量更低的稳定状态。该过程分为三个阶段：
(1)大分子松驰阶段：当加热到Tg以上时，分子链间作用力↓，大分子的内旋转作用↑，柔顺性↑，取向度↑，内应力↓。
(2)链段重整阶段：随大分子链热振动↑，活性基相遇机会↑，容易建立起新的分子间作用力，若施以张力，大分子依张力方向重排，建立新的平衡。
(3)定型阶段：在去除外力前降温，fibre在新的形态下固定下来。
综上所述，热定形的过程可表示为：
热定型机理及工艺条件分析
即热塑性fibre加热成柔性→在外力下分了链段运动而变形→外力下冷却，新的形态固定
3、热定形过程中纤维结构发生变化
热定形的T在Tg和Tm(熔点指fibre中尺寸较大且完整的结晶熔化的T)之间。∵当处于Tg时，分子链中原子和基团在平衡位置上振动，开始有链段的位移运动，且随T↑而↑，直至达Tm后，开始发生整个大分子链的位移。纤维中含有大小和完整性各异的各种结晶，有着不同的熔点。
腈纶的定形机理不同于涤纶：
热定形使腈纶非晶区大分子因热运动加剧而重排，内应力消除，并重建一些更牢固的新联结点，使蕴晶区的完整性提高，从而提高了fibre的热稳定性。
三、热定型工艺条件分析
1温度：最主要的因素
1）对尺寸热稳定性的影响
涤论织物，若要在某温度下有良好的热稳定性，则定形温度应高于该温度30～40℃，经热溶染色的品种，
定形T可比热溶T低10℃
2）对染色性能的影响
3）对防皱性及手感的影响
热定形T应根据纤维品种和织物要求而确定，对T/C织物而言，除定形后热溶法染色的品种，温度选择200℃，其余可选择190℃，若染料升华牢度差，则定形T不宜高，还应注意T的均匀性(温差≤2℃)
2时间
(1)加热时间：将织物表面加热到定形温度所需时间
(2)热渗透时间：纤维内部达到定形温度的时间，2～15s
(3)分子调整时间：1～2s，真正意义上的定形时间
(4)冷却时间：非定形时间，但影响身骨。T/C织物，在180-200℃定型，时间为18～60s
3张力由经向的超喂和纬向伸幅来控制，对尺寸热稳定性，强力，断裂延伸度均有影响。实际生产中，根据织物品种、风格要求，施加张力大小不同。