[染整工艺]热定型机理及工艺条件分析
生意社7月17日讯
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:
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。
当在T1( 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。 4溶胀剂(水or蒸汽) 能增进锦纶的定形效果,对涤论影响较小。