1、高分子材料成型原理高分子材料成型原理 东华大学东华大学 材料科学与工程学院材料科学与工程学院 “高分子材料成型原理高分子材料成型原理”教学团队教学团队 2008年年5月月 第六章第六章 化学纤维拉伸化学纤维拉伸和热定型原理和热定型原理“高分子材料成型原理高分子材料成型原理”之之 第一节第一节 化学纤维的拉伸化学纤维的拉伸一一.概述概述1.拉伸的目的拉伸的目的F提高初生纤维物理机械性能,以符合纺织加工要求提高初生纤维物理机械性能,以符合纺织加工要求F拉伸过程不仅是纤维几何形状改变的过程,而且是纤维结拉伸过程不仅是纤维几何形状改变的过程,而且是纤维结构重新组建和形成的过程构重新组建和形成的过程 2
2、.拉伸的作用拉伸的作用F使纤维的低序区的大分子链沿纤维轴向的取向度使纤维的低序区的大分子链沿纤维轴向的取向度,同时,同时伴有一些结构方面的变化伴有一些结构方面的变化性能的变化性能的变化Drive roll Heater(Optional)Drawn yarn to bobbinUndrawn pretwisted yarnControl rollsSnubbing pinSkewed idler roll 1 2(2 1)Stretching zone 拉伸装置示意图拉伸装置示意图R=2/1热拉伸热拉伸 Tg较高或拉伸应力较大的(长丝)纤较高或拉伸应力较大的(长丝)纤维,热源:热盘、热板或热箱
3、维,热源:热盘、热板或热箱3.拉伸方法拉伸方法(1)干拉伸干拉伸(2)蒸汽浴拉伸蒸汽浴拉伸Tg大、拉伸应力大、大、拉伸应力大、拉伸倍数高的拉伸倍数高的(短短)纤维纤维(3)湿拉伸湿拉伸液浴法液浴法喷淋法喷淋法 室温拉伸室温拉伸 Tg在室温附近的初生纤维在室温附近的初生纤维饱和蒸汽浴拉伸饱和蒸汽浴拉伸过热蒸汽浴拉伸过热蒸汽浴拉伸纤度较粗的短纤维纤度较粗的短纤维Q1:化学纤维的拉伸温度与其化学纤维的拉伸温度与其Tg相关吗?为什么?相关吗?为什么?拉伸形变拉伸形变 =普弹形变普弹形变 1+高弹形变高弹形变 2+塑性形变塑性形变 31普弹形变普弹形变 1 1=e/E1 n 普弹形变是普弹形变是大分子主
4、链的键角和键长受力后发生形变的反映大分子主链的键角和键长受力后发生形变的反映n 普弹形变与应力同相位,普弹形变与应力同相位,瞬间发生和瞬间回复瞬间发生和瞬间回复n 普弹形变的弹性模量普弹形变的弹性模量E1很大,形变量很大,形变量1很小很小eteeteEEt3/21321)1()(2二二.拉伸流变学拉伸流变学总形变的1%与时间无关与时间无关2高弹形变高弹形变 2n 高弹形变是高弹形变是大分子链在引力作用下,由卷曲构象转化为大分子链在引力作用下,由卷曲构象转化为伸展构象的宏观表现伸展构象的宏观表现n 高弹形变的特点是模量高弹形变的特点是模量E2较小,形变量较小,形变量2大,有明显的大,有明显的时间
5、依赖性时间依赖性(形变滞后于应力形变滞后于应力,形变在外力除去后基本,形变在外力除去后基本上能回复,但回复需要时间上能回复,但回复需要时间)1()(2/22teeEt可伸长至10倍以上松弛过程松弛过程 U-摩尔高弹形变活化能 0常数 Up由于增塑作用而引起的高弹形变活化能的下降 由于张应力作用而引起的高弹形变活化能的下降(为常数)n高弹形变的发展与外力作用的时间、增塑所引起的活化能下降Up、纤维试样中的拉伸应力 以及形变时纤维的温度T有关。n其中Up、和T都是通过对 2的影响而使2(t)发生而使发生变化.RTaUUeePetEt/022exp1)(eaae 在实际生产中,应在拉伸应力较小的前提
6、下(以避免毛丝的生成),采用适当措施使T(通过改变拉伸温度)、Up(通过调节纤维的增塑程度)以及t(通过改变拉伸速度、拉伸辊间纤维的长度,或通过采用多级拉伸)等因素互相配合,以保证拉伸时高弹形变得以顺利发展。3塑性形变塑性形变 3塑性形变是聚合物在外力作用下,塑性形变是聚合物在外力作用下,大分子链间产生相对滑移大分子链间产生相对滑移的宏观反映的宏观反映n塑性形变实际上是一种流动变形,其分子运动机理虽与粘塑性形变实际上是一种流动变形,其分子运动机理虽与粘性流动相类似,但必须在屈服应力性流动相类似,但必须在屈服应力*之上才能发生之上才能发生n塑性形变的特点是外力去除后,塑性形变的特点是外力去除后,
7、形变完全不可回复形变完全不可回复te33流动变形流动变形 3是拉伸总形变的有效部分是拉伸总形变的有效部分要设法发展塑性形变要设法发展塑性形变1.拉伸过程中应力和应变拉伸过程中应力和应变AF0AFa00LLLc真实应力真实应力许用应力许用应力柯西应变柯西应变真实应变真实应变120lnln0VVLLLdLLLH应力应力应变应变三三.拉伸过程中应力和应变性质的变化拉伸过程中应力和应变性质的变化2.应力应变曲线(应力应变曲线(SS曲线)的基本类型曲线)的基本类型应力应力应变曲线的基本类型应变曲线的基本类型(1)a型(曲线呈凸形型(曲线呈凸形,)022ddddddddEa曲线变化规律:曲线变化规律:随随
8、,a 至至(屈服应力)后(屈服应力)后随随,EE,a升至升至时,纤维开始出现应力集中而迅速断裂时,纤维开始出现应力集中而迅速断裂(脆性断裂)(脆性断裂)拉伸性:不可拉伸拉伸性:不可拉伸(2)b型(曲线呈凹形型(曲线呈凹形,Concave)a曲线变化规律:曲线变化规律:随随,a 随随,E E,纤维在拉伸过程中发生,纤维在拉伸过程中发生自增强自增强,为均匀拉伸。为均匀拉伸。022ddddddddE拉伸性:可拉伸性拉伸性:可拉伸性好好(3)c(3)c型(曲线呈先凸后凹反型(曲线呈先凸后凹反S形形,)a曲线变化规律:1时,时,a由由(屈服应力)(屈服应力)至平台区至平台区 纤维出现细颈并不断发展,为不
9、均匀拉伸纤维出现细颈并不断发展,为不均匀拉伸1011100001001110AANALALLLLL细颈截面积原试样截面积自然拉伸比0max20LLAA纤维断裂时截面积原试样截面积最大拉伸比max2时,时,随随a 而而 至至max 纤维被均匀拉伸至断裂纤维被均匀拉伸至断裂拉伸性:纤维的实际拉伸性:纤维的实际拉伸倍数大于自然拉拉伸倍数大于自然拉伸比而小于最大拉伸伸比而小于最大拉伸比时,可拉伸性好比时,可拉伸性好(de段)段)3.3.影响拉伸性能的因素影响拉伸性能的因素(1)初生纤维结构的影响初生纤维结构的影响结晶度和结晶变体的影响结晶度和结晶变体的影响n 熔体卷绕丝的结晶度熔体卷绕丝的结晶度 拉伸
10、曲线沿拉伸曲线沿“b”“c”a”型变化型变化,屈服应力屈服应力,且,且N n 结晶变体的相对含量也影响拉伸行为结晶变体的相对含量也影响拉伸行为 可可拉伸性拉伸性:型结晶变体型结晶变体 型结晶变体型结晶变体 型结晶变体型结晶变体 锦纶锦纶6拉伸应力与拉伸温度的关系拉伸应力与拉伸温度的关系预取向度的影响预取向度的影响u熔纺卷绕丝预取向度熔纺卷绕丝预取向度,拉伸曲线沿,拉伸曲线沿“c”“b”型变化,型变化,逐渐转变为均匀拉伸,屈服应力逐渐转变为均匀拉伸,屈服应力,E,N(卷绕丝预卷绕丝预取向度取向度 ,拉伸曲线从,拉伸曲线从“b”“c”)u熔纺卷绕丝预取向度不太高时,可拉伸性好熔纺卷绕丝预取向度不太
11、高时,可拉伸性好锦纶锦纶6初生纤维的拉伸特性初生纤维的拉伸特性1v1=3800 m/min,n=33210-42v1=800 m/min,n=16110-4预取向度对拉伸预取向度对拉伸行为的影响较大行为的影响较大卷绕丝分子量的影响 一般言卷绕丝分子量,初生纤维要避免a型拉伸,必须具备一定的初始模量和较高的断裂强度,才能经得起一定应力下的拉伸.乙烯乙烯醇共聚物的应力应变曲线 分子量达不到一定值,是承受不起拉伸应力的.卷绕丝分子量合适,可拉伸性好.归纳:熔纺卷绕丝结晶度或取向度熔纺卷绕丝结晶度或取向度,E 断裂断裂;熔纺卷绕丝分子量熔纺卷绕丝分子量,断裂强度和断裂伸长,断裂强度和断裂伸长 聚合物结
12、构对应力应变行为的影响熔纺卷绕丝其它结构因素的影响熔纺卷绕丝其它结构因素的影响 卷绕丝内含较大的气泡或固体粒子时,卷绕丝内含较大的气泡或固体粒子时,卷绕丝内出现裂缝或纤度波动时卷绕丝内出现裂缝或纤度波动时 可拉伸性可拉伸性湿纺冻胶体凝固丝网络结构的影响湿纺冻胶体凝固丝网络结构的影响 凝固丝网络骨架越细密凝固丝网络骨架越细密 最大拉伸比最大拉伸比 凝固丝的溶胀度凝固丝的溶胀度 最大拉伸比最大拉伸比 可拉伸性先可拉伸性先后后(2)拉伸条件的影响拉伸条件的影响 拉伸温度的影响拉伸温度的影响未取向结晶高聚物的典型拉伸曲线:T拉伸Tg,拉伸曲线呈a型(曲线1、2、3)T拉伸Tg、T,拉伸曲线呈c型(曲线
13、4、5、6)T拉伸Tg、T,拉伸曲线近似b型(曲线7、8、9)T拉伸拉伸,拉伸曲线由,拉伸曲线由bc a型型 同种纤维在不同温度下的拉伸特性同种纤维在不同温度下的拉伸特性 拉伸速度的影响拉伸速度的影响VR,拉伸曲线由,拉伸曲线由bc a型型,(c、a型)N (c型)VR,拉伸曲线的变化与降低T的影响类似VR达到一定值以上时,应考虑拉伸放热对拉伸应力的影响,VR 等效于T 低分子物的影响低分子物的影响 加强低分子物的增塑作用对纤维拉伸行为的影响与提高温度类似 减小低分子物作用,减小低分子物作用,拉伸曲线由拉伸曲线由bc a型型 初生纤维线密度的影响初生纤维线密度的影响 线密度等效于T 线密度等效
14、于T 四四.拉伸过程中纤维结构与性能的变化拉伸过程中纤维结构与性能的变化1.拉伸过程中纤维超分子结构的变化拉伸过程中纤维超分子结构的变化(1)取向度的提高取向度的提高不同取向结构单元不同取向结构单元非晶态高聚物的拉伸作用大尺寸取向小尺寸取向拉伸温度较低时晶态高聚物的拉伸作用球晶发生形变形成新的取向态的折叠链结构形成分子链沿拉伸方向取向的完全伸直链晶体 UHMWPE纤维纤维取向度的变化规律取向度的变化规律 随着拉伸进行,取向度,fcr 增加快,fam的发展落后于 fcr 通常fcrfam 拉伸过程中fam对于强度有较大影响.为了提高强度,应该进行高倍拉伸.拉伸温度:1175 2150 3125
15、4100PAN:1105干拉伸 280水浴拉伸(2)结晶的变化结晶的变化a)拉伸过程中相态结构无变化b)拉伸过程中进一步结晶而使结晶度c)拉伸过程中原结晶结构被部分破坏而重建结晶结构,导致结晶度或三种情况三种情况如:无规PS,PMMA如:PP T高时结晶度 T低时结晶度如:PET、PVA2.拉伸过程中纤维性能的变化拉伸过程中纤维性能的变化(1)密度和熔化热密度和熔化热l初生纤维的密度和熔化热随拉伸温度而初生纤维的密度和熔化热随拉伸温度而 热诱导结晶热诱导结晶l非晶或低结晶度初生纤维的密度和熔化热随拉伸倍数而非晶或低结晶度初生纤维的密度和熔化热随拉伸倍数而 取向诱导结晶取向诱导结晶l结晶度高的初
16、生纤维的密度结晶度高的初生纤维的密度和熔化热随拉伸倍数而出现极和熔化热随拉伸倍数而出现极小值小值 原晶体破坏后再结晶原晶体破坏后再结晶 (2)强度、拉伸模量和屈服应力强度、拉伸模量和屈服应力 纤维的强度、拉伸模量和屈服应力随拉伸倍数而纤维的强度、拉伸模量和屈服应力随拉伸倍数而 各种纤维的强度对拉伸倍数各种纤维的强度对拉伸倍数R的依赖关系的依赖关系 1粘胶纤维粘胶纤维 2聚乙烯醇纤维聚乙烯醇纤维 3聚甲醛纤维聚甲醛纤维 4PVA与乙烯基己内酰胺与乙烯基己内酰胺 5聚酰胺和聚酯纤维聚酰胺和聚酯纤维 6聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维 7乙烯醇与乙烯醇与N-乙烯基吡咯烷酮乙烯基吡咯烷酮 8三醋酯纤维三醋酯纤
17、维 9聚四氟乙烯纤维聚四氟乙烯纤维 纤维的断裂伸长和总变形功随拉伸倍数纤维的断裂伸长和总变形功随拉伸倍数而而 (3)断裂伸长和总变形功断裂伸长和总变形功弹性变形功有一极大值弹性变形功有一极大值QuestionsFQ2:熔融纺丝所得到的初生纤维,其熔融纺丝所得到的初生纤维,其结构结构对拉伸性能对拉伸性能有何影响?有何影响?FQ3:PET纤维在拉伸过程中其纤维在拉伸过程中其结晶和取向结晶和取向结构结构有何变化?有何变化?第二节第二节 化学纤维的热定型化学纤维的热定型一.概述1.热定型的目的(1)提高纤维的形状稳定性(2)进一步改善纤维的物理机械性能(3)改善纤维的染色性能2.热定型的作用:使某些链
18、间联结点得到舒解和重建,使不稳定结构变为稳定结构.3.热定型方法热定型方法按收缩状态分:(1)控制张力控制张力:纤维略伸长纤维略伸长,并产生新的高弹形变并产生新的高弹形变(2)定长定长:纤维定长纤维定长,并让高弹形变转变为塑性形变并让高弹形变转变为塑性形变(3)部分收缩部分收缩:纤维有一定收缩纤维有一定收缩,但保留部分高弹形变但保留部分高弹形变(4)松弛松弛:纤维收缩纤维收缩,高弹形变几乎全部松弛回复高弹形变几乎全部松弛回复,内应内应 力消除力消除按加热方式分:(1)干热空气定型干热空气定型(2)接触加热定型接触加热定型(3).水蒸气湿热定型水蒸气湿热定型(4)浴液定型浴液定型紧张紧张3.热定
19、型方法热定型方法按收缩状态分按收缩状态分:(1)控制张力控制张力:纤维略伸长纤维略伸长,并产生新的高弹形变并产生新的高弹形变 (2)定长定长:纤维定长纤维定长,并让高弹形变转变为塑性形变并让高弹形变转变为塑性形变 (3)部分收缩部分收缩:纤维有一定收缩纤维有一定收缩,但保留部分高弹形变但保留部分高弹形变 (4)松弛松弛:纤维收缩纤维收缩,且高弹形变几乎全部松弛回复且高弹形变几乎全部松弛回复,内内 应力消除应力消除按加热方式分:按加热方式分:(1)干热空气定型干热空气定型(2)接触加热定型接触加热定型(3).水蒸气湿热定型水蒸气湿热定型(4)浴液定型浴液定型紧张紧张二、纤维在热定型中的形变二、纤
20、维在热定型中的形变纤维拉伸后解除负荷,拉伸形变开始发生松弛回复:拉伸t0时普弹形变、高弹形变和塑性形变的贡献分别为:当拉伸后的纤维送去热定型时,其中形变主要是由高弹形变和塑性形变组成,普弹形变在拉伸负荷解除时已立即回复.1010E)1(20/2020teE*30030t 时当时当0)/exp(0)(30220302010tttt1.松弛热定型松弛热定型 在较高温度下或经长时间的热处理以后,剩余形变接近于恒定的塑性形变:2t202t E2即内应力*30220)1)(exp(1)(20tetEtt纤维收缩变粗,且由于高弹形变松弛回复纤维收缩变粗,且由于高弹形变松弛回复,内应力消除内应力消除302)
21、()(ttr QuestionsFQ4:根据松弛热定型的形变表达式根据松弛热定型的形变表达式,实际生实际生产中怎样消除内应力?产中怎样消除内应力?2.定长热定型定长热定型应力是时间的函数:c1、c2为取决于起始条件的常数;1、2 为物质特性的函数。定长热定型的实质是在纤维长度及细度不变的情况下,把内应力松弛掉,而让高弹形变转变为塑性形变。)exp()exp()(2211tctct3.定张力热定型定张力热定型 定张力热定型中定张力热定型中,原来的高弹形变原来的高弹形变 还没有彻底还没有彻底松弛松弛,又发展了新的高弹形变又发展了新的高弹形变,所以应力的松弛所以应力的松弛 是不完全的是不完全的.)/
22、exp()/exp(1)/(/)(22022*330ttEtt三三.热定型温度的选择热定型温度的选择 以”转变温度Tt”为参考 转变温度:粘弹回复速率等于10%/min时的温度,即此温度相当于松弛时间为10min,它通常比Tg高20100。Tt与湿度有关.实际定型工艺中:(1)Tg T Tm(2)热定型温度 纤维或其织物的最高 使用温度(3)热定型温度的确定应使动力学平衡 在短时间内达到(4)热定型温度受物质的热稳定性限制(5)热定型温度与热定型时间有关 温度越高,时间越短,同时最佳热定型时间的范围越窄.:四、热定型中纤维结构与性能的变化四、热定型中纤维结构与性能的变化1.热定型中纤维结构的变
23、化热定型中纤维结构的变化(1)结晶结构的变化结晶结构的变化松弛热定型,结晶度;T,结晶度紧张热定型,结晶度不变或增加较慢结晶度l涤纶在不同温度下热处理后(热处理时间30min)的密度l原有结晶度和拉伸时自热效应的次序为1234纤维在热定型过程中的结晶速率与拉伸纤维纤维在热定型过程中的结晶速率与拉伸纤维原来的结构有关原来的结构有关.晶粒尺寸:晶粒尺寸:松弛热定型,微晶尺寸松弛热定型,微晶尺寸 (尤其与取向垂直方向上的尺寸)尤其与取向垂直方向上的尺寸)晶区更完善晶区更完善 紧张热定型,平行于纤维取向轴的微晶尺寸紧张热定型,平行于纤维取向轴的微晶尺寸 垂直于纤维取向轴的尺寸略微增大,张力大时可能垂直
24、于纤维取向轴的尺寸略微增大,张力大时可能 晶格晶格 热定型影响晶格结构热定型影响晶格结构.例例:PET:90准晶准晶,130三斜晶系三斜晶系(2)取向结构的变化取向结构的变化 f cr 取向度取决于取向度取决于 fam Qc 松弛热定型松弛热定型,取向度取向度;T,取向度,取向度定长热定型定长热定型,取向度不变取向度不变定张力热定型定张力热定型,取向度取向度 涤纶热处理所引起的有规折叠链的增加涤纶热处理所引起的有规折叠链的增加 2.热定型中纤维性能的变化热定型中纤维性能的变化松弛热定型(松弛热定型(a)和紧张热定型()和紧张热定型(b)时,纤维结构和性质的改变)时,纤维结构和性质的改变1-热处
25、理后纤维的收缩热处理后纤维的收缩 2取向度取向度 3断裂强度断裂强度 4断裂伸长断裂伸长 5吸湿率吸湿率 6对应介质作用的稳性对应介质作用的稳性涤纶热定型后的应力涤纶热定型后的应力-应变曲线(定型应变曲线(定型1min)FA松弛热定型松弛热定型 TA紧张热定型紧张热定型热定型对锦纶热定型对锦纶66断裂伸长的影响断裂伸长的影响 3.吸湿和染色性能的变化吸湿和染色性能的变化 热定型对纤维的吸湿和染色性能的影响较为复杂热定型对纤维的吸湿和染色性能的影响较为复杂.由于水分子由于水分子及染料一般只能渗入纤维的非晶区,所以吸湿和染色性能主要及染料一般只能渗入纤维的非晶区,所以吸湿和染色性能主要取决于纤维的
26、结晶度、晶粒尺寸、非晶区的取向以及微孔结构取决于纤维的结晶度、晶粒尺寸、非晶区的取向以及微孔结构.wPAN:热定型使吸湿性热定型使吸湿性wPET:热处理温度对于平衡热处理温度对于平衡上染率在上染率在175附近有极小值附近有极小值.PET纤维的的平衡上染率与热处理温度的关系纤维的的平衡上染率与热处理温度的关系1未拉伸(染浴温度未拉伸(染浴温度100)2拉伸拉伸3倍(染浴温度倍(染浴温度1003拉伸拉伸4.5倍(染浴温度倍(染浴温度100)4未拉伸(染浴温度未拉伸(染浴温度80)四、热定型机理四、热定型机理 热定型时,除了熵变之外,还有大分子的内能变化,热定型时,除了熵变之外,还有大分子的内能变化
27、,而且大分子有多种运动单元,在吸热后各种转变都而且大分子有多种运动单元,在吸热后各种转变都可能发生,目前尚无综合上述各种情况的统一理论。可能发生,目前尚无综合上述各种情况的统一理论。从热定型过程中纤维大分子间作用力的变化,热定从热定型过程中纤维大分子间作用力的变化,热定型与分子运动等方面对纤维的热定型进行探讨。型与分子运动等方面对纤维的热定型进行探讨。1.热定型过程中大分子间作用能的变化热定型过程中大分子间作用能的变化热定型的三个阶段热定型的三个阶段(松懈阶段松懈阶段):使纤维无定型区内松散无序的分子间作用力快速减弱,内应力松弛;实施方法实施方法:加热或掺入增塑剂(定型阶段定型阶段):使纤维中
28、被松懈的区域分子间作用力增大,结构更紧密有序;实施方法实施方法:较长时间加热(TTg)加热+增塑(结构固定阶段结构固定阶段):使定型阶段形成的结构被快速固定,并去除增塑剂实施方法实施方法:降温至Tg以下.分子间作用力 T纤维Tg (1)聚合物的多重转变聚合物的多重转变 聚合物的分子运动存在多种运动单元和多种运动方式。运动聚合物的分子运动存在多种运动单元和多种运动方式。运动单元的松弛时间越短,则其转变温度就越低。因此,聚合物存单元的松弛时间越短,则其转变温度就越低。因此,聚合物存在多重转变在多重转变:o链段链段 开始运动的开始运动的Tgo整个大分子链开始流动的整个大分子链开始流动的Tf o结晶聚
29、合物的熔融温度结晶聚合物的熔融温度Tmo其它多种转变温度其它多种转变温度 例例:侧基的运动;主链中侧基的运动;主链中48个碳原子在一起的个碳原子在一起的“曲柄曲柄”运动;主链运动;主链中杂原子基团的运动;主链中苯环的运动;侧基中的基团的运动;中杂原子基团的运动;主链中苯环的运动;侧基中的基团的运动;结晶聚合物中晶区的缺陷和折叠链的手风琴式的运动以及晶型的结晶聚合物中晶区的缺陷和折叠链的手风琴式的运动以及晶型的转变等转变等.2.热定型与分子运动热定型与分子运动锦纶锦纶6内耗正切内耗正切温度谱(温度谱(100Hz)(2)聚合物的多重转变与热定型的关系 纺织用纤维在使用温度下要具备必要的柔性和弹纺织
30、用纤维在使用温度下要具备必要的柔性和弹性,同时又希望它能保持纤维的形状和尺寸的稳定性,同时又希望它能保持纤维的形状和尺寸的稳定性。这就要求成纤聚合物结构中存在多种运动单元。性。这就要求成纤聚合物结构中存在多种运动单元。理想纤维应该具有理想纤维应该具有“双内耗峰双内耗峰”:松弛时间短的运动单元,其内耗峰的位置低于松弛时间短的运动单元,其内耗峰的位置低于室温室温.松弛时间相当长,在室温以上具有内耗峰,即松弛时间相当长,在室温以上具有内耗峰,即较大的运动单元在室温下还不能发生运动,如果在较大的运动单元在室温下还不能发生运动,如果在较高温度下进行热定型则得以快速松弛。较高温度下进行热定型则得以快速松弛
31、。(3)化学纤维热定型的机理化学纤维热定型的机理 各种化学纤维的热定型机理并不一致各种化学纤维的热定型机理并不一致,可以分三类可以分三类:聚酯和聚酰胺纤维的热定型机理聚酯和聚酰胺纤维的热定型机理 非晶区分子间的作用力变化非晶区分子间的作用力变化 暂定作用暂定作用 晶区的结构变化晶区的结构变化 永定作用永定作用 聚酯因具有双内耗峰现象,因此热定型效果很好聚酯因具有双内耗峰现象,因此热定型效果很好.聚酰胺聚酰胺6在室温下有多重内耗峰,但由于其分子间在室温下有多重内耗峰,但由于其分子间有氢键,在湿态下的有氢键,在湿态下的 转变温度可降低到室温。虽然转变温度可降低到室温。虽然可借水或其他溶剂的存在以降低热定型温度,但热可借水或其他溶剂的存在以降低热定型温度,但热定型的效果将受到水分子的影响以致受到损害。定型的效果将受到水分子的影响以致受到损害。PET的动态力学温度谱的动态力学温度谱 等规聚丙烯的温度等规聚丙烯的温度内耗关系内耗关系 聚丙烯腈薄膜(经过在聚丙烯腈薄膜(经过在130的水蒸的水蒸汽中热处理汽中热处理30s)的温度)的温度内耗关系内耗关系