热定形教学讲解课件.ppt

1、第五章第五章 热定形热定形 本章内容本章内容一 引言二 热定形工艺及设备三 热定形机理四 热定形工艺条件分析一、引言一、引言定义定义热定形是利用合成纤维的热塑性，将织物在一定张力下，加热到所需要的温度，并在此温度下加热一定时间，然后迅速冷却，使织物的尺寸形态达到稳定的过程。分类分类 a.从处理效果上看:暂时定形；耐久定形 b.从处理工艺上看:干热定形；湿热定形热定形目的热定形目的(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。热定形效果评定热定形效果评定：热收缩率 将试样以松驰状态在一

2、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。二、热定形工艺及设备二、热定形工艺及设备2.1 干热定形设备和工艺干热定形设备和工艺 (1)热定形机针铗链和超喂装置 (2)热定形工艺 织物以干燥状态进行，适用于涤纶及其混纺织物，包括热风定形，红外辐射定形，接触式(热金属辊筒)热定形。A.工艺概况 合成纤维的热定形；合成纤维混纺织物的热定形；织物的冷却。B.工序的安排方式浆料定形前是否收缩 染料限制性定形后泛黄起皱 染色

3、性前定形被固着不能无能除后续加工不起皱困难中间定形不会固着能 无同上定形前各工序易起起皱困难后定形不会固着能升华牢度好的品种不能除去各道工序易起皱较好2.2 湿热定形湿热定形 湿热定形可分为水浴定形和汽蒸定形。采用湿热定形工艺时更要注意定形前织物上不能带有酸或碱，以免造成纤维的损伤。三、热定形机理三、热定形机理3.1 造成合纤织物热稳定性差的原因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。3

4、.2 热定形的过程热定形的过程 即在适当的拉伸张力下供给织物热能，使大分子重排，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。定型阶段：在去除外力前降温，fibre在新的形态下固定下来。整个过程即热塑性fibre加热成柔性在外力下分子链段运动而变形外力下冷却，新的形态固定。3.3 热定形过程中纤维结构的变化热定形过程中纤维结构的变化 热定形的T

5、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上松驰热处理，fibre能熔化的结晶数量。尺寸热稳定性，染色性能、硬挺度，弹性等亦发生变化。3.4 聚酯纤维和聚酰胺纤维的热定形聚酯纤维和聚酰胺纤维的热定形 3.4.1.纤维微结构的变化

6、纤维微结构的变化 结晶度的变化：结晶度的提高与纤维稳定性的提高有很大的关系。晶粒尺寸和完整性的变化：3.4.2 涤纶的有效温度涤纶的有效温度Teff 从图中可以看到，除了涤纶的熔点峰(256)外，在每条曲线上都还有一个有效温度Teff的峰，随着处理温度的升高，此峰向熔点靠近，即涤纶的Teff增大。Teff可以看作是热定形过程中新生成的结晶的熔点,热定形温度越高，分子链段的动能越大，链段进人较规整品格的可能性也越大，结晶的完整性越高，相应的Teff就越高。四、热定形工艺条件分析四、热定形工艺条件分析4.1 温度温度 温度是影响热定形质量的最主要因素。(1)温度对尺寸稳定性的影响 涤纶织物，若要在

7、某温度下有良好的热稳定性，则定形温度应高于该温度3040，经热熔染色的品种，定形T可比热熔T低10。可以看出，未定形织物的尺寸热稳定性很差，热定形能提高织物的尺寸稳定性，定形温度越高(120-220)，织物在指定温度下(120-220)的收缩率越低。(2)对防皱性及手感的影响 未定形的织物，产生的皱痕多而深，经过一般条件熨烫后也不易消除。经过定形的织物，随着定形温度的提高，皱痕变得少而轻，并且经过熨烫后容易消除。(3)对染色性能的影响-对热定形不敏感的染料，T上染百分率；-对热定形敏感的染料，T上染百分率开始超过175又上升，超过220上染率急剧上升；在定形过程中当温度低于175时，主要是形成

8、一些尺寸比较小的结晶，超过175，继续增加热定形温度，则纤维中结晶尺寸突然增大，因此在晶区之间形成较多的裂缝，从而有利于染料分子的扩散。热定形前后涤纶的结构模型示意图热定形前后涤纶的结构模型示意图 热定形T应根据纤维品种和织物要求而确定，定形温度低不足以使纤维迅速消除内应力，定形效果也差；定形温度提高，织物尺寸稳定性和抗皱性等相应提高；定形温度过高，若达到软化点，纤维发生粘结，织物变硬，影响使用性能。对T/C织物而言190210，（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)。）涤毛混纺织物为160170，涤粘织物为

9、180。4.2 时间时间(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，215s(3)分子调整时间：纤维内部大分子按定形条件进行调整所需时间，12s，真正意义上的定形时间 (4)冷却时间：使织物的尺寸固定下来，进行冷却 所需时间，非定形时间，但影响身骨。加热和热渗透时间较长，分子调整时间较短，约1-2秒，总的热定型时间为15-30秒，落布布面温度控制在50。加热和热渗透时间取决于热源的性质、织物单位面积重量、纤维导热性和织物含湿等因素。T/C织物，在180-200定型，时间为1860s。4.3 张力张力 由经向的超喂和纬向伸幅来控制，对尺寸热稳

10、定性，强力，断裂延伸度均有影响。经向超喂，经向热稳定性，断裂延伸度，强力纬向伸幅，纬向尺寸热稳定性，强力断裂延伸度 实际生产中，根据织物品种、风格要求，施加张力大小不同。经向超喂2-4%（即喂布速度大于主机速度2-4%）纬向张力接近成品或稍大于成品幅宽2-3cm。热定形时纤维所受到的张力也影响对染料的吸收率。4.4 溶胀剂溶胀剂 常用的溶胀剂是水或蒸汽；水分存在与否对锦纶染色性能有较大影响。水分有“松散”纤维结构、增强大分子链段流体般运动的作用，甚至在室温时便十分明显。说明水分在热定形过程中的增塑作用，从而影响纤维的超分子结构和物理性能。此外，还能增进锦纶的定形效果，对涤论影响较小。The EndThe End