热定型

fibre定型的概念

定型：使纤维发生应力松弛现象，并达到某种稳定形式的过程。

定型的过程分二步：

⑴ 部分大分子链段间作用力迅速遭破坏；

⑵大分子在新的位置上迅速重建新的分子间力，且固定下来。

热定型机理

1、造成合纤织物热稳定性差的原因。

⑴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。

⑵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、热定型的方法

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：

⑴大分子松弛阶段：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↓。

⑵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。

⑶ 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，热定型的过程可表示为：

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、热定型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。

当在T1(<Tm)下进行热定形时，部分尺寸小，完整性差的结晶发生熔化，比较均匀和大的结晶则增大or更完整，使结晶度、晶粒大小及完整性分布达到一个新的状态。此时若再经受T1上松弛热处理，fibre能熔化的结晶数量↓∴尺寸热稳定性，且染色性能、硬挺度，弹性等亦发生变化。

腈纶的定型机理不同于涤纶

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。

一、消除纤维在拉伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定程度的松弛，提高纤维的形状稳定性。

二、改善纤维的物理机械性能，比如提高纤维的结晶度、弹性、打结强度、耐磨性等以及固定卷曲度或固定捻度

三、去除纤维在拉伸上油过程中所带入的水分，使纤维到达成品所需要的含湿要求，同时可以避免由于油剂不干，纤维长期存放而变黄的可能。

四、改善纤维的染色性能

1、定型：指通过某种物理或化学的处理消除纺织品中积存的应力、应变，使其在状态、尺寸或者结构上获得某种需要的形式，并达到一定的稳定性。

2、定型所要解决的问题

⑴消除内应力

⑵提高形变的恢复能力，保持定形时的状态

指合纤织物在一定张力下进行热处理，使其尺寸，形态稳定的加工工艺。其意义是①尺寸定形：尺寸热稳定性提高，缩水率下降②平整定形：消除皱痕，提高抗皱性③改善服用性能：弹性、手感和起毛球现象得到改善④染色性能改变

热定型温度

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℃）。

热定型时间

⑴加热时间：将织物表面加热到定形温度所需时间

⑵热渗透时间：纤维内部达到定形温度的时间，2～15s

⑶分子调整时间：1～2s，真正意义上的定形时间

⑷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

热定型张力

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。

四、溶胀剂(水or蒸汽）

能增进锦纶的定形效果，对涤论影响较小。

热定型加工方式

1、湿热定型：织物以润湿状态进行，多用以亲水性强的合纤如锦纶腈纶。定形后手感柔软、丰满，分为水浴和汽蒸定形两种

2、干热定型：织物以干燥状态进行，适用于涤论及其混纺织物，包括热风定形，红外辐射定形，接触式（热金属辊筒）热定形。

热定型设备和工艺

1、设备：⑴针铗链式热定形机（国产M-751，M-751A)

⑵两用式针板布铗式

针铗与布铗两用，既可定形，也可拉幅

2、织物热定形工艺

进布（超喂2~4%）→针铗拉幅（超成品幅宽2~3cm)→进加热区(180~210℃）→冷却→落布(T<50℃）

热定型湿热定型

1、水浴定形

⑴ 沸水处理0.5～2h，定形效果不佳

⑵高压釜中进行，T可达125～135℃，20～30′效果较好

2、汽蒸定形：

⑴饱和蒸汽：类似水浴130～140℃，20～30′

⑵过热蒸汽：接近于干热定形

热定型热定型方式

干热空气定型；

接触加热定型；

水蒸气湿热定型；

浴液（水、甘油等）定型等。

热定型效果评定

1、临界溶解时间(CDT)

将涤论圈形试样置于苯酚中，在一定温度下从开始接触苯酚直至纤维溶解所需时间（秒），称CDT。

CDT与fibre结晶度，结晶尺寸及结晶完整性有关，能反映涤论的受热史。，此法测定涤论的热定形效果较灵敏，亦适用于锦纶。

2、热收缩率

将试样以松弛状态在一定条件下处理，然后测量其长，宽尺寸变化，以收缩百分率表示，（可按经、纬长度分别表示，也可按面积表示） 测试时可按湿、热条件不同分为干热收缩，沸水收缩，热水收溶，蒸汽收缩和熨烫收缩五种。

此法测试简单，能反映织物实际服用的收缩性能。

探边机，一种探边机，应用于布料热定型机上，对布料的布边探边并且进行纠偏，使布料的布边始终保持直线行进。

它包括探边机构和纠偏机构，探边机构包括分别设置在热定型机的一对机头臂上的一对探头，纠偏机构包括配置在热定型机的机架上的一对齿条、分别安装在所述的一对机头臂上的驱动电机和用于控制驱动电机工作的与驱动电机电气连接的并且还与所述探头电气连接的电气控制箱，其中：驱动电机的减速机的动力输出轴上固设有齿轮，齿轮与所述的齿条相啮合，所述的驱动电机为带有反馈器的无刷交流伺服电机，反馈器与所述的电气控制箱电气连接。优点：寿命长，不论转速快慢都能体现出恒定的扭力，体积小且份量轻而便于安装，耗用电能省且噪声聊胜于无。2100433B