1、2023-2-51第五章第五章 热定形热定形5-1引言引言5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备5-3 热定形机理热定形机理5-4 热定形热定形工艺条件分析工艺条件分析2023-2-521.定形定形：纤维、纱线、织物或其他纺织品经：纤维、纱线、织物或其他纺织品经过一定的处理，获得某种过一定的处理，获得某种需要的形式需要的形式(尺寸、尺寸、形态和结构形态和结构),),并力求使这些形式有良好稳定并力求使这些形式有良好稳定性的加工过程。性的加工过程。2 2.热定形热定形：利用合成纤维的热塑性，将织物：利用合成纤维的热塑性，将织物保持一定的尺寸和形态，加热至所需温度，保持一定的尺寸和形态
2、，加热至所需温度，使纤维分子链运动加剧，纤维中应力降低，使纤维分子链运动加剧，纤维中应力降低，结晶度和晶区结晶度和晶区有所增大，非有所增大，非晶区晶区趋向集中，趋向集中，纤维结构进一步完整，使纤维及其织物的尺纤维结构进一步完整，使纤维及其织物的尺寸寸热稳定性热稳定性获得提高。获得提高。5-15-1引言引言2023-2-533 3.定形分类定形分类暂时定形、耐久定形（永久形变）暂时定形、耐久定形（永久形变）4.4.热定形目的热定形目的主要目的主要目的:是是消除消除织物上已有的织物上已有的皱痕皱痕、提高织、提高织物的尺寸热稳定性物的尺寸热稳定性(高温条件下的不收缩性高温条件下的不收缩性)和和不易产
3、生难以去除的折痕不易产生难以去除的折痕。此外热定形还能使织物强力、手感、起毛起此外热定形还能使织物强力、手感、起毛起球和表面平整等性能获得一定程度改善或改球和表面平整等性能获得一定程度改善或改变变,对染色性能也有一定影响。对染色性能也有一定影响。5-15-1引言引言2023-2-54热定形分热定形分干热干热定形和定形和湿热湿热定形定形u汽蒸定形比干热定形手感丰满汽蒸定形比干热定形手感丰满,但湿热定但湿热定形是形是间隙间隙式生产，生产效率比干热定形低。式生产，生产效率比干热定形低。一、干热定形设备和工艺一、干热定形设备和工艺（一）（一）针铗链针铗链热定形机热定形机 5-2 5-2 织物热定形的工
4、艺和设备织物热定形的工艺和设备组成：进布架组成：进布架 自动整纬装置自动整纬装置 超喂装置超喂装置针铗链伸幅针铗链伸幅加热室（烘房）加热室（烘房）冷却落布冷却落布自动布边涂胶装置（用于针织物）自动布边涂胶装置（用于针织物）2023-2-55 5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-561.1.加热室（烘房）加热室（烘房）由由4 48 8个加热室，是热定形关键部位。个加热室，是热定形关键部位。每节加热室内有上下两排喷风管道由风机吹出每节加热室内有上下两排喷风管道由风机吹出的热风从上下两排喷风管道的喷风口喷出，对的热风从上下两排喷风管道的喷风口喷出，对织物进行加热
5、处理。要求加热室内温度均匀一织物进行加热处理。要求加热室内温度均匀一致致(5 5）（2 2、1 )1 )。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-572.2.针铗链和超喂装置针铗链和超喂装置超喂装置的超喂率超喂装置的超喂率 -10%+50%，机织物，机织物超喂率在超喂率在3%8%。图图5-45-4超喂装置示意图。超喂上针装置可使织超喂装置示意图。超喂上针装置可使织物喂入速度物喂入速度大于大于针铗链运行速度。针铗链运行速度。即织物进入的线速度稍大于针铗链的线速度，即织物进入的线速度稍大于针铗链的线速度，使经向保持一定松弛状态进布。使经向保持一定松弛状态进布。超喂
6、作用：使经向张力小一些，便于纬向扩超喂作用：使经向张力小一些，便于纬向扩幅幅(经向张力太大经向张力太大,纬向不能扩幅）。纬向不能扩幅）。只有针铗链式热定形能超喂。只有针铗链式热定形能超喂。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-58针铗链是由不锈钢针板连接而成，针板上面针铗链是由不锈钢针板连接而成，针板上面植有两排不锈钢细针。植有两排不锈钢细针。布铗链长度布铗链长度 151534m 34m，一般链条为一般链条为27m27m。在针铗链运行过程中，有部分运程是在加热在针铗链运行过程中，有部分运程是在加热室外室外,因此因此针板温度往往比烘房温度低针板温度往往比烘房温
7、度低5050。所以所以,织物的布边部分与中间部分往往产生织物的布边部分与中间部分往往产生热定形温度不一致热定形温度不一致。上针位置上针位置1cm1cm以内。（以里排为准，超过降以内。（以里排为准，超过降等）。等）。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-59针距针距4 48mm,8mm,针向内倾针向内倾8 8或或10101515,以以防止防止织物被冲击而织物被冲击而脱针脱针,针表面光洁针表面光洁,针夹锐利，针夹锐利，不能有毛刺。针是采用长短针结合不能有毛刺。针是采用长短针结合,短平针无短平针无针尖，起托布作用。针尖，起托布作用。短平针可以防止织物与针铗底板接触
8、短平针可以防止织物与针铗底板接触,降低温降低温度差，度差，缩小热定形不均匀程度缩小热定形不均匀程度。图图5-35-3针板和针铗链示意图针板和针铗链示意图 5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-5103.3.加热的方式加热的方式直接加热：热空气图直接加热：热空气图5-55-5间接加热：道生油作为间接加热：道生油作为载热体载热体将空气加热将空气加热油锅炉；油锅炉；电电加热（电老虎）；蒸汽加热加热（电老虎）；蒸汽加热（100100）图图5-6 5-6 温度稳定温度稳定4.4.冷却的方式冷却的方式吹冷风吹冷风,冷却辊，若在无张力高温条件下冷却辊，若在无张力高温条件下
9、,在布箱中形成在布箱中形成折叠印折叠印,很难去除。很难去除。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-5115.5.整纬装置整纬装置 由于湿加工时，织物左边、中部、右边所由于湿加工时，织物左边、中部、右边所收的张力不一致，往往会产生纬斜，如不加以收的张力不一致，往往会产生纬斜，如不加以纠正，就会影响质量，特别是花布，色织布的纠正，就会影响质量，特别是花布，色织布的图形和格形。图形和格形。一般纬斜允许限度不超过一般纬斜允许限度不超过6%6%（以织物幅宽（以织物幅宽计算）；计算）；条格花纹不超过条格花纹不超过5%5%；高档产品纬斜高档产品纬斜1%1%。5-2 5-2
10、 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-512 5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-513 5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-514（二）热定形工艺（二）热定形工艺1.1.工艺概况工艺概况涤纶织物一般热定形温度涤纶织物一般热定形温度190190220220，时间，时间303045s45s；T/CT/C织物织物180180210,210,时间时间20 20 30s30s；聚酯变形纱织物聚酯变形纱织物160160180180。锦纶锦纶66,19066,190220220；锦纶；锦纶6 6，190190
11、200200；聚；聚酰胺变形纱织物酰胺变形纱织物150150175175。含氨纶弹力织物热定形温度含氨纶弹力织物热定形温度150150185185 5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-515其他干热定形设备其他干热定形设备1.1.红外线辐射式热定形机红外线辐射式热定形机,远红外定向辐射器。远红外定向辐射器。2.2.布铗链式热定形机布铗链式热定形机 厚重织物或要求布边不留针孔的织物厚重织物或要求布边不留针孔的织物,对厚重工对厚重工业布业布,若用针板若用针板,要损坏针板。要损坏针板。布铗链温度比热风房温度低布铗链温度比热风房温度低50,50,铗住的布边会造成铗
12、住的布边会造成两边两边(特别是布边特别是布边)与中间定形温度不一致与中间定形温度不一致,因此可用因此可用针板都采用针板。针板都采用针板。3.3.布针两用铗链热定形机布针两用铗链热定形机用导热油加热用导热油加热,导热油导热油,清洗剂清洗剂,油泵油泵,油锅炉油锅炉。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-516落布温度在落布温度在50 50 以下（喷吹冷风或冷却辊）以下（喷吹冷风或冷却辊）织物幅宽拉得比成品大织物幅宽拉得比成品大2 2 3cm3cm。2 2工序安排工序安排 热定形工序的安排一般随织物品种、结构、热定形工序的安排一般随织物品种、结构、染色方法和工厂条
13、件等不同而不同，大致有染色方法和工厂条件等不同而不同，大致有四种安排。四种安排。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-5171 1）坯布定形）坯布定形 2 2）碱减量前定形）碱减量前定形 3 3）染色或）染色或印花前定形印花前定形 4 4）染色或印花后定形。）染色或印花后定形。预定形预定形 一般合成纤维及其混纺和交织织物需要经过一般合成纤维及其混纺和交织织物需要经过两至三次两至三次热定形，即坯布定形、碱减量前定形或染色热定形，即坯布定形、碱减量前定形或染色和印花和印花前前定形一次或两次。定形一次或两次。属于前处理的范畴，常称属于前处理的范畴，常称为预定形。为
14、预定形。在染色或印花以后再进行一次拉幅在染色或印花以后再进行一次拉幅热定形热定形，这样对保证染色、印花质量和成品的尺寸稳定性，以这样对保证染色、印花质量和成品的尺寸稳定性，以及平整的外观都有好处。及平整的外观都有好处。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-5181 1）坯布定形）坯布定形针对坯布在针对坯布在“裙皱裙皱”疵病而制定疵病而制定,坯布定形使坯布定形使织物从开始加工时就处于比较稳定状态织物从开始加工时就处于比较稳定状态,故在故在以后的加工过程中不易变形和起皱以后的加工过程中不易变形和起皱,即使产生即使产生皱也容易消除。皱也容易消除。T/CT/C先定形
15、后绳状加工，但对先定形后绳状加工，但对织物上织物上PVAPVA浆料去除造成困难浆料去除造成困难,故必须加强退浆故必须加强退浆工艺。工艺。另外一些纺丝油剂经高温挥发后，污染另外一些纺丝油剂经高温挥发后，污染设备，并带来废气问题。设备，并带来废气问题。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-5192 2）半制品定形（碱减量前定形和染色或印花）半制品定形（碱减量前定形和染色或印花前热定形）前热定形）经编织物、长丝机织物和涤棉织物等经编织物、长丝机织物和涤棉织物等特点特点:去除练漂前道工序所造成的折皱印痕去除练漂前道工序所造成的折皱印痕,以以利匀染利匀染,但要求定形温
16、度均匀但要求定形温度均匀,针板处温度低针板处温度低,影响布边染色性影响布边染色性,结果造成深边或浅边的染斑。结果造成深边或浅边的染斑。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-520涤棉织物先丝光后定形涤棉织物先丝光后定形 染色印花前练漂半制品的皱条可在染前染色印花前练漂半制品的皱条可在染前定形后基本清除定形后基本清除,有利于减少染色印花皱条有利于减少染色印花皱条疵病。前处理设备易出皱条，工厂采用此顺疵病。前处理设备易出皱条，工厂采用此顺序。序。缺点：缺点：匀染性差、定形机针板不平匀染性差、定形机针板不平,造成针造成针板皱条板皱条,染色后十分明显，织物质量不如先
17、染色后十分明显，织物质量不如先定形后丝光。定形后丝光。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-521涤棉织物先定形后丝光涤棉织物先定形后丝光 与先丝光后定形比，实物质量水平高，染色印与先丝光后定形比，实物质量水平高，染色印花匀染性好花匀染性好,染色深度高染色深度高8%,8%,染色透芯度相对高，织染色透芯度相对高，织物的经纬向缩水率低。这是由于织物减少了热收缩物的经纬向缩水率低。这是由于织物减少了热收缩后，直接染色印花的结果。后，直接染色印花的结果。本流程对练漂前处理的设备平整度要求比较高，本流程对练漂前处理的设备平整度要求比较高，加工织物要无严重皱条，特别对丝
18、光机的平整无皱加工织物要无严重皱条，特别对丝光机的平整无皱有特殊要求。有特殊要求。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-522碱减量处理的涤纶仿真丝织物，有采用碱减量处理的涤纶仿真丝织物，有采用三三次热定形次热定形的工艺，即在精练的工艺，即在精练(预缩预缩)后和碱后和碱减量处理前先热定形减量处理前先热定形(预定形预定形)一次，碱减一次，碱减量后和染色或印花前再热定形量后和染色或印花前再热定形(预定形预定形)一一次；然后在染色或印花后再经过一次拉幅次；然后在染色或印花后再经过一次拉幅热定形。热定形。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2
19、023-2-5233 3）染色或印花）染色或印花后后热定形热定形染后定形染后定形涤毛织物可采用染色后热定形，并且常将涤毛织物可采用染色后热定形，并且常将热定形过程安排在更后一些，如在剪毛后进热定形过程安排在更后一些，如在剪毛后进行。行。煮呢，蒸呢煮呢，蒸呢。工艺简单，在染整加工中结合拉幅进行定形。工艺简单，在染整加工中结合拉幅进行定形。可以可以消除前处理及染色或印花过程中所产生的一些折痕；消除前处理及染色或印花过程中所产生的一些折痕；而且染色或印花后的工序较少，可使成品保持良好而且染色或印花后的工序较少，可使成品保持良好的尺寸稳定性和平整的外观。对所采用的染料要求的尺寸稳定性和平整的外观。对所
20、采用的染料要求在热定形条件下不变色，而且升华牢度要高。在热定形条件下不变色，而且升华牢度要高。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-524由于定形后不再进行湿热处理由于定形后不再进行湿热处理,可使成品保持可使成品保持良好的尺寸稳定性和平整的外观。但对染前良好的尺寸稳定性和平整的外观。但对染前定形各工序要求更为严格。要求尽量减少织定形各工序要求更为严格。要求尽量减少织物上的皱痕，否则物上的皱痕，否则,经高温染色后，这些皱痕经高温染色后，这些皱痕变得更难消除。变得更难消除。染前未定形染前未定形,在染色时在染色时,织物的幅宽会发生较织物的幅宽会发生较大的收缩。大的
21、收缩。5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-525二、湿二、湿热定形热定形水浴水浴定形、定形、汽蒸汽蒸定形定形表表5-1 5-1 锦纶锦纶湿湿热定形的一般工艺热定形的一般工艺1.1.水浴水浴定形定形在在沸水沸水(100)(100)中处理中处理0.50.52(2(6)h6)h在高压釜在高压釜125 125 135 135 中处理中处理2020 30min30min2.2.汽蒸汽蒸定形定形 5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-5263.3.湿湿热定形锦纶织物品质热定形锦纶织物品质表表5-25-2热定形条件对锦纶热定形条件对锦
22、纶剩余收缩剩余收缩的影响的影响锦纶织物锦纶织物湿湿热定形与干热定形相比热定形与干热定形相比,手感丰满、手感丰满、柔软。柔软。注意点：注意点：1）织物不能带酸或碱；）织物不能带酸或碱；2）汽蒸汽蒸定定形尽量将空气排尽。（？）形尽量将空气排尽。（？）5-2 5-2 织物热定形的工艺和设备织物热定形的工艺和设备2023-2-527一、热定形过程中大分子间的作用力变化一、热定形过程中大分子间的作用力变化1 1热定形过程三个阶段热定形过程三个阶段 1 1）第一阶段）第一阶段 “松弛松弛”阶段阶段(图图5-75-7，I)I)，用加热或增塑，用加热或增塑(增塑剂如水和蒸增塑剂如水和蒸汽汽)的方法，使纤维达到
23、高于玻璃化温度的方法，使纤维达到高于玻璃化温度(T(Tg g)以上，使存在于以上，使存在于分子间作用力的减弱。分子间作用力的减弱。“松松弛弛”阶段分子间结合能的降低只发生在无定形阶段分子间结合能的降低只发生在无定形区，而较牢固的超分子结构区，而较牢固的超分子结构(结晶区结晶区)则并不被则并不被减弱或拆散。减弱或拆散。5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-5282 2）第二阶段）第二阶段 定形阶段定形阶段(图图5-75-7，)是热定形过程的主要阶段。是热定形过程的主要阶段。大分子中的某些活性基团与其他大分子中同样的大分子中的某些活性基团与其他大分子中同样的基团相遇基团相遇,靠近到原子
24、间相互作用的距离靠近到原子间相互作用的距离,就形成新就形成新的键。此时由于处在高温下的键。此时由于处在高温下,这些键很弱这些键很弱,但随其数但随其数目不断增加目不断增加,分子间作用力逐渐增大。分子间作用力逐渐增大。高聚物中会发生进一步的结晶，使非晶区减少，结高聚物中会发生进一步的结晶，使非晶区减少，结晶度和结晶完整性有所提高。晶度和结晶完整性有所提高。第二阶段的时间比第一阶段第二阶段的时间比第一阶段长好几倍长好几倍。第二阶段的。第二阶段的速度取决于大分子链节或链段的活动性，即取决于速度取决于大分子链节或链段的活动性，即取决于热定形温度。热定形温度。5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-
25、2-5293)第三阶段第三阶段 固定阶段固定阶段(图图5-75-7，)使纤维冷却至玻璃化温度使纤维冷却至玻璃化温度(T(Tg g)以以下或除去增塑剂下或除去增塑剂(干燥干燥)，此时在第二阶段所，此时在第二阶段所产生的新键以及大分子的新位置得到固定。产生的新键以及大分子的新位置得到固定。可在几秒内完成，此过程取决于冷却或可在几秒内完成，此过程取决于冷却或除去增塑剂的扩散速度。除去增塑剂的扩散速度。5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-5304.4.热定形的三步基本过程热定形的三步基本过程第一步是大分子链段间的作用力第一步是大分子链段间的作用力(包括键包括键)迅迅速被减弱或拆散，内应力
26、发生松弛；速被减弱或拆散，内应力发生松弛；第二步是大分子在新的位置上迅速重建新的第二步是大分子在新的位置上迅速重建新的分子间键和再结晶；分子间键和再结晶；第三步是将大分子的新键以及新位置固定下第三步是将大分子的新键以及新位置固定下来。来。5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-5315.5.热定形的温度热定形的温度T Tg g TT TT软化软化 达到软化温度时，纤维发生裂达到软化温度时，纤维发生裂解和变形，而温度低于解和变形，而温度低于T Tg g,则分子链段还不则分子链段还不能产生位移而发生重排，达不到定形的目的。能产生位移而发生重排，达不到定形的目的。5-3 5-3 热定形机理
27、热定形机理2023-2-5326.永久永久定形定形 热定形使形变状态下纤维的内应力获得松热定形使形变状态下纤维的内应力获得松弛，并通过再结晶使纤维稳定在形变的状态弛，并通过再结晶使纤维稳定在形变的状态.7.热定形机理分类热定形机理分类1)涤纶、锦纶涤纶、锦纶2)腈纶腈纶3)丙纶丙纶 5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-533二、聚酯纤维和聚酰胺纤维的热定形机理二、聚酯纤维和聚酰胺纤维的热定形机理 (一一)热定形的原理热定形的原理 有用物理学的有用物理学的“能量最低原理能量最低原理”可以描述可以描述涤纶等合成纤维的热定形原理。涤纶等合成纤维的热定形原理。纤维中存在着内应力，纤维位于
28、纤维中存在着内应力，纤维位于较高的能级较高的能级而而处于不稳定状态。处于不稳定状态。在热定形过程中，织物被加热到高于在热定形过程中，织物被加热到高于T Tg g以上以上(170(170230230之间之间)时，由于分子链段的热运动时，由于分子链段的热运动加剧，加剧，内应力获得松弛，纤维处于能量最低状内应力获得松弛，纤维处于能量最低状态态.5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-534结晶，使得涤纶的结晶度和结晶的完整度结晶，使得涤纶的结晶度和结晶的完整度提高。提高。结晶是一个放热过程，而且结晶的结晶是一个放热过程，而且结晶的潜热量较大。结晶化过程使得涤纶内的能潜热量较大。结晶化过程使
29、得涤纶内的能量大大降低量大大降低，整个体系处于新的能量低状，整个体系处于新的能量低状态。此时迅速冷却，受热后发生变化的纤态。此时迅速冷却，受热后发生变化的纤维微结构便被固定下来。维微结构便被固定下来。5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-535(二二)纤维微结构的变化纤维微结构的变化 习题习题5-65-6涤纶热定形的机理涤纶热定形的机理（书（书P159-160P159-160）1.1.结晶度结晶度提高提高涤、锦纶的结晶度随热定形温度升高而提高，涤、锦纶的结晶度随热定形温度升高而提高，结果使纤维的热定形稳定性得到提高结果使纤维的热定形稳定性得到提高。图图5-85-8、图、图5-9 5
30、-9、图、图5-105-10 5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-5362.2.晶粒尺寸增大、晶区完整性改善晶粒尺寸增大、晶区完整性改善n热定形时热定形时,涤纶中微晶尺寸都随定形温度提高而增大，涤纶中微晶尺寸都随定形温度提高而增大，微晶尺寸增大，使纤维中晶区缺陷减少，晶区完整性微晶尺寸增大，使纤维中晶区缺陷减少，晶区完整性得到改善。得到改善。n涤纶或锦纶中晶区（微晶体）的大小（或称尺寸）涤纶或锦纶中晶区（微晶体）的大小（或称尺寸）各不相同，晶区和晶区之间由非晶区联接，每个晶区各不相同，晶区和晶区之间由非晶区联接，每个晶区中存在着结晶不完整的地方（缺陷）。在定形过程中，中存在着结晶
31、不完整的地方（缺陷）。在定形过程中，晶区缺陷有可能得到晶区缺陷有可能得到减少，减少，或同时晶区发生长大。大或同时晶区发生长大。大小和完整性不同的晶粒，具有各自的熔点，小和不完小和完整性不同的晶粒，具有各自的熔点，小和不完整的晶区较易熔融。纤维加热到整的晶区较易熔融。纤维加热到T T1 1，小而完整性比较，小而完整性比较差的结晶（图中标明差的结晶（图中标明的划线部分）将首先熔融，比的划线部分）将首先熔融，比较大而且完整的晶体非但不熔化，较大而且完整的晶体非但不熔化，相反还会相反还会 5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-537得到增长，即增大和变得比较完整得到增长，即增大和变得比较完
32、整,从而纤维的结从而纤维的结晶度得到提高晶度得到提高,这样就使晶粒的大小及完整性分布这样就使晶粒的大小及完整性分布达到一个新的状态达到一个新的状态,使原来的分布使原来的分布变为定形后的变为定形后的分布分布。若定形温度继续提高至。若定形温度继续提高至T T2 2，则注有，则注有的的划线部分晶体将熔融，分布将进一步变成划线部分晶体将熔融，分布将进一步变成。经过经过T T1 1定形后的纤维定形后的纤维,再经受再经受T T1 1松弛热处理时，由于松弛热处理时，由于纤维中能发生熔化的结晶数量已大大减少，因而纤纤维中能发生熔化的结晶数量已大大减少，因而纤维的尺寸热稳定性获得提高。维的尺寸热稳定性获得提高。
33、经过经过T T1 1定形后的纤维，若再经过更高温度如定形后的纤维，若再经过更高温度如T2、T3的热处理，则可在新的状态下，获得更高的的热处理，则可在新的状态下，获得更高的尺寸热稳定性。尺寸热稳定性。5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-5383.3.水分或其他溶剂会使整个熔点曲线往下移水分或其他溶剂会使整个熔点曲线往下移,这就是达到同样的定形效果这就是达到同样的定形效果,采用湿热定形采用湿热定形时的温度时的温度,可比干热定形温度低的缘故。可比干热定形温度低的缘故。5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-539 5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-540（三）
34、涤纶的有效温度（三）涤纶的有效温度经过热定形处理后的涤纶，在经过热定形处理后的涤纶，在差热分析曲线差热分析曲线上上会出现一个特征峰，德国的学者们将此峰的峰会出现一个特征峰，德国的学者们将此峰的峰顶温度命名为顶温度命名为有效温度，有效温度，T Teffeff 。T Teffeff是热定形过程中新生成的结晶的熔点，结是热定形过程中新生成的结晶的熔点，结晶的完整性越高，相应的晶的完整性越高，相应的T Teffeff就越高。就越高。T Teffeff的的G G高低受热定形温度、时间、张力和溶胀高低受热定形温度、时间、张力和溶胀剂四大工艺因素的影响。有效温度剂四大工艺因素的影响。有效温度T Teffef
35、f可以定可以定量地描述涤纶超分子的变化。量地描述涤纶超分子的变化。5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-541 5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-542三、聚丙烯腈纤维的热定形机理三、聚丙烯腈纤维的热定形机理 腈纶的结构和对热处理的高度敏感性是腈纶的结构和对热处理的高度敏感性是独特的，定形机理也与涤纶、锦纶不相同。独特的，定形机理也与涤纶、锦纶不相同。热定形时使腈纶非晶区的大分子因热运动加热定形时使腈纶非晶区的大分子因热运动加剧而重排剧而重排,原来可能存在于这些大分子中的内原来可能存在于这些大分子中的内应力得到应力得到松弛松弛 减弱（退、少）减弱（退、少）。(消除消
36、除),分子间的交联点得到加固分子间的交联点得到加固(位能降低，稳定性位能降低，稳定性增大增大)，同时也重建一些更为强固的新联结点，同时也重建一些更为强固的新联结点,使蕴晶区的晶体的尺寸变大使蕴晶区的晶体的尺寸变大,结晶完整性提高结晶完整性提高,缺陷减少缺陷减少,使纤维的结晶组织更为强固使纤维的结晶组织更为强固,从而从而提高纤维的热稳定性。提高纤维的热稳定性。5-3 5-3 热定形机理热定形机理2023-2-543合成纤维织物热定形时，纤维的超分子结构合成纤维织物热定形时，纤维的超分子结构发生显著的变化，如密度和结晶度增大、晶发生显著的变化，如密度和结晶度增大、晶牲尺寸变大和完整性增大等。而这些
37、结构上牲尺寸变大和完整性增大等。而这些结构上的变化，很大程度上取决于热定形的工艺条的变化，很大程度上取决于热定形的工艺条件，主要是件，主要是温度温度、时间、张力和溶胀剂时间、张力和溶胀剂等。等。改变这些工艺参数，可在一个较宽的范围内改变这些工艺参数，可在一个较宽的范围内影响纤维的结构，改善纤维的物理一机械性影响纤维的结构，改善纤维的物理一机械性能和化学性能。能和化学性能。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-544一、温度一、温度温度是影响热定形质量最主要的因素温度是影响热定形质量最主要的因素。织物。织物的尺寸热稳定性和其他服用性能都与热定形温的尺寸热稳定性和其他服
38、用性能都与热定形温度的高低有着密切的关系。度的高低有着密切的关系。(一一)热定形温度对织物尺寸热稳定性的影响热定形温度对织物尺寸热稳定性的影响1.涤纶长丝织物涤纶长丝织物将经过精练的涤纶长丝织物在不同的温度下将经过精练的涤纶长丝织物在不同的温度下热定形，然后放置在不同温度下任其自由收缩热定形，然后放置在不同温度下任其自由收缩(即在热空气中松弛收缩即在热空气中松弛收缩)，其试验的结果如图，其试验的结果如图5-135-13和图和图5-145-14所示。所示。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-5455-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-54
39、6从两图中可以看出，未定形织物的尺寸热从两图中可以看出，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稳定性很差，热定形能提高织物的尺寸稳定性。性。定形温度越高定形温度越高(120220)，织物在指定温，织物在指定温度下度下(120220)的收缩率越低。的收缩率越低。例如未定形和在例如未定形和在120、170、220 定形的定形的织物，在织物，在175 下的自由收缩率分别为下的自由收缩率分别为15、10、5.5、l。要具有良好的尺寸稳定要具有良好的尺寸稳定性，定形温度必须提高到性，定形温度必须提高到180 5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-5472.锦
40、纶织物锦纶织物图图5-15热定形温度对锦纶热定形温度对锦纶66经编织物尺寸热稳经编织物尺寸热稳定性的影响。定性的影响。锦纶锦纶66的热性能与涤纶长丝相似的热性能与涤纶长丝相似,随着随着热定形热定形温度提高温度提高,织物的单位面积收缩率越小织物的单位面积收缩率越小,尺寸热尺寸热稳定性越高。稳定性越高。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-548 3.临界溶解时间临界溶解时间(criticcal dissolving time)（CDT）是指涤纶圈形试样是指涤纶圈形试样(直径直径5mm)在在60、从开、从开始接触苯酚直至溶胀解体所需要的时间。始接触苯酚直至溶胀解体所需要
41、的时间。表表5-3；临界溶解时间与涤纶的结晶状态，包；临界溶解时间与涤纶的结晶状态，包括结晶度、结晶尺寸和结晶完整性有关，能括结晶度、结晶尺寸和结晶完整性有关，能反映涤纶的反映涤纶的“受热史受热史”，临界溶解时间越大，表示涤纶所经受的热处临界溶解时间越大，表示涤纶所经受的热处理条件越剧烈。理条件越剧烈。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-549结论结论：1）热定形温度上升，在同样热处理条件下，收）热定形温度上升，在同样热处理条件下，收缩率下降，热稳定性提高。缩率下降，热稳定性提高。2）同一热定形条件下，收缩温度上升，收缩率）同一热定形条件下，收缩温度上升，收缩率上
42、升，收缩温度越接近定形温度，热稳定性下上升，收缩温度越接近定形温度，热稳定性下降。降。涤纶长丝织物定形温度，比这一后续处理温度涤纶长丝织物定形温度，比这一后续处理温度高高30304040，涤棉混纺丝织物定形温度，比这，涤棉混纺丝织物定形温度，比这一后续处理温度高一后续处理温度高2020。熨烫温度约熨烫温度约170170 5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-550(二二)热定形温度对织物防皱性能的影响热定形温度对织物防皱性能的影响 将将未定形和在未定形和在100100220 220 定形定形的涤纶长丝的涤纶长丝织物，在水中挤压状态下沸煮织物，在水中挤压状态下沸煮lh
43、lh，发现未定形，发现未定形织物上产生的皱痕多而深。经过一般条件熨烫织物上产生的皱痕多而深。经过一般条件熨烫后也不易消除后也不易消除,而而经过定形的织物经过定形的织物,随着定形温随着定形温度的提高，皱痕变得少而轻，并且经过熨烫后度的提高，皱痕变得少而轻，并且经过熨烫后容易消除。容易消除。热定形后织物变得比较粗糙或硬挺，影响织物热定形后织物变得比较粗糙或硬挺，影响织物的手感和悬垂性。织物硬挺度的提高和干防皱的手感和悬垂性。织物硬挺度的提高和干防皱性的下降，只是一种暂时的现象性的下降，只是一种暂时的现象结论：定形温度高结论：定形温度高,织物湿防皱性能也高。织物湿防皱性能也高。5-4 5-4 热定形
44、工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-551(三三)热定形温度对织物的吸湿和染色性能的影热定形温度对织物的吸湿和染色性能的影响响 热定形时的温度对织物吸湿和染色性能的影热定形时的温度对织物吸湿和染色性能的影响较为复杂，由于水分子和染料一般只能渗透响较为复杂，由于水分子和染料一般只能渗透到纤维的非晶区，所以吸湿和染色性能主要取到纤维的非晶区，所以吸湿和染色性能主要取决于纤维的结晶度、晶粒尺寸和微孔结构等对决于纤维的结晶度、晶粒尺寸和微孔结构等对不同类型的纤维，热定形温度对吸附性能的影不同类型的纤维，热定形温度对吸附性能的影响也不相同。响也不相同。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺
45、条件分析2023-2-5521.1.涤纶涤纶(浸染浸染)经不同温度经不同温度(120(120230)230)定形的涤纶长定形的涤纶长丝织物丝织物,用浓度为用浓度为2 2(o.m.f.(o.m.f.）的染料）的染料CICI分散红分散红9292，CICI分散坚牢红分散坚牢红B150 B150 于于100100染色染色60min60min，热定形温度对分散染料上染百分率的关系呈马热定形温度对分散染料上染百分率的关系呈马鞍形曲线，如图鞍形曲线，如图5-175-17所示。从图中可以看出，所示。从图中可以看出，随定形温度的升高，织物对染料的吸收不断降随定形温度的升高，织物对染料的吸收不断降低，低，当定形温
46、度为当定形温度为175 175 左右时，对染料的吸左右时，对染料的吸收降到最低值收降到最低值，超过，超过175 175 后重新又上升，甚后重新又上升，甚至超过未定形的织物。至超过未定形的织物。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-5535-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-554解释解释：涤纶染色性能的变化，与聚对苯二甲酸：涤纶染色性能的变化，与聚对苯二甲酸乙二酯在不同定形温度下结晶时无定形区发生乙二酯在不同定形温度下结晶时无定形区发生的变化关系密切。的变化关系密切。100100左右聚对苯二甲酸乙二左右聚对苯二甲酸乙二酯才开始结晶酯才开始
47、结晶,在较低的温度热处理在较低的温度热处理(低于低于175)175)时时,随着处理温度升高，涤纶的结晶度增大随着处理温度升高，涤纶的结晶度增大,但但晶粒尺寸增加不多晶粒尺寸增加不多,而是晶粒数目增加而是晶粒数目增加,无定形无定形区比率减少区比率减少，因而使分散染料的上染百分率减，因而使分散染料的上染百分率减少。少。高温热处理高温热处理(高于高于175)175)时，纤维中结晶尺寸时，纤维中结晶尺寸突然增大突然增大,因此在晶区之间形成较多的裂缝因此在晶区之间形成较多的裂缝,从从而有利于染料分子的扩散。而有利于染料分子的扩散。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-555促
48、使无定形区之间发生合并，其总的结果是促使无定形区之间发生合并，其总的结果是单个无定形区的尺寸呈上升趋势。因此单个无定形区的尺寸呈上升趋势。因此175175定形后，虽然纤维密度仍进一步增大，但上定形后，虽然纤维密度仍进一步增大，但上染百分率和上染速率却又有所提高。染百分率和上染速率却又有所提高。也可以说在定形过程中当温度低于也可以说在定形过程中当温度低于175175时主时主要是形成一些尺寸比较小的结晶，超过要是形成一些尺寸比较小的结晶，超过175175，继续增加热定形温度，则纤维中结晶尺寸突继续增加热定形温度，则纤维中结晶尺寸突然增加大，因此在晶区之间形成较多的裂缝，然增加大，因此在晶区之间形成
49、较多的裂缝，从而有利于染料分子的扩散。从而有利于染料分子的扩散。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-556涤纶（轧染）多数染料随定形温度的提高，涤纶（轧染）多数染料随定形温度的提高，其上染百分率降低其上染百分率降低。解释：热定形解释：热定形T T上升，上升，结晶度上升结晶度上升，结晶折，结晶折叠程度高，染料分子难以向纤维内部扩散，叠程度高，染料分子难以向纤维内部扩散，上染率降低。上染率降低。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-5572023-2-5582.锦纶锦纶热定形温度对锦纶热定形温度对锦纶6666染色性能的影响与涤纶染色性能的影
50、响与涤纶(浸染浸染)的类似的类似(图图5-20)5-20)。当热定形温度较低时，随定形温度的升高，当热定形温度较低时，随定形温度的升高，染色饱和值降低，在达到最小值后，随处理染色饱和值降低，在达到最小值后，随处理温度升高，染色饱和值增大。温度升高，染色饱和值增大。5-4 5-4 热定形工艺条件分析热定形工艺条件分析2023-2-559一般烘房一般烘房温差温差能达到能达到55，就要产生前、后、，就要产生前、后、左、中、右色差。左、中、右色差。色差是个老大难问题（色差是个老大难问题（1 1、22），色差能），色差能达到达到4 4，4 45 5级，产品档次大大提高。服装厂级，产品档次大大提高。服装厂
