纺织品常规整理课件 热定型080326zy

1染整工艺原理

纺织品前处理关芳兰§8-1引言§8-2织物热定形原理§8-3

热定形时纤维微观变化的三个过程§8-4热定形工艺的实施及工艺条件分析2第八章热定型(Thermosetting)

3PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)矿泉水、碳酸饮料和功能饮料瓶2023/3/134第一节引言定形：纤维、纱线、织物或其他纺织品经过一定的处理，获得某种需要的形式（尺寸、形态、结构、物理性能），并力求使这些形式有良好稳定性的加工过程。5从分子运动解释非结晶聚合物应力－应变曲线图3非晶态聚合物的应力-应变曲线（玻璃态）IElasticdeformation

普弹形变小尺寸运动单元的运动引起键长键角变化。形变小可回复IIForcedrubber-likedeformation强迫高弹形变在大外力作用下冻结的链段沿外力方向取向IIIViscousflow粘流形变在分子链伸展后继续拉伸整链取向排列，使材料的强度进一步提高。形变不可回复6

处于玻璃态的非晶聚合物在拉伸过程中屈服点后产生的较大应变，移去外力后形变不能回复。若将试样温度升到其Tg附近，该形变则可完全回复，因此它在本质上仍属高弹形变，并非粘流形变，是由高分子的链段运动所引起的。这种形变称为强迫高弹形变强迫高弹形变的定义7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，使纤维分子链运动加剧，纤维中应力降低，结晶度和晶区有所增大，非晶区趋向集中，纤维结构进一步完整，使纤维及其织物的尺寸热稳定性获得提高

热定型的定义

热定形的目的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9

2.1热定型过程中大分子的作用力变化

O→A纤维拉伸

A→B应力松弛（维持一段时间）

B→D弹性回复（去除外力）

D→E缓弹回复

OE永久形变整个形变B→E，E以后，内应力=0，不再变化。特定条件下，将纤维拉伸至A点后，进行加热，促使其应力松弛速度↑，在C点时内应力=0，冷却，除去外力则永久形变为

0C，即发生定型现象。

第二节热定型机理102.2分子间作用力方面

首先利用热进行应力松弛（舒解Relax）然后在张力条件下冷却将新状态“冻结”

，完成定型。---表示分子间的侧向作用力B:是大分子链段间的作用力(包括键)迅速被减弱或拆散，内应力发生松弛；C:是大分子在新的位置上迅速重建新的分子间键和再结晶；D:是将大分子的新键以及新位置固定下来。

112.3分子结合能方面A→B：松弛舒解，分子结合能↓B→C：建立新结合能C→D：大量分子结合，结合能↑

2023/3/1312二、热定形过程三个阶段

1）第一阶段“松弛”阶段用加热或增塑(增塑剂如水和蒸汽)的方法，使纤维达到高于玻璃化温度(Tg)以上，使存在于分子间的作用力减弱。

“松弛”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(结晶区)则并不被减弱或拆散。2023/3/13132）第二阶段定形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基团相遇,靠近到原子间相互作用的距离,就形成新键。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。第二阶段的速度取决于大分子链节或链段的活动性，即取决于热定形温度。2023/3/13143)第三阶段固定阶段使纤维冷却至玻璃化温度(Tg)以下或除去增塑剂(干燥)，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。2023/3/13151.结晶度提高涤、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。2.2热定型机理2023/3/13162.晶粒尺寸增大、晶区完整性改善

热定形时,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，晶区完整性得到改善，因而纤维的尺寸热稳定性获得提高。17在T1时热定型：a.

晶粒尺寸小、完整性差者发生熔化转化为尺寸大、完整性好者；

b.

尺寸大、完整性好者转化为更大、更完整，结晶度↑；进入T1后曲线。当T≤T1时，热稳定好，纤维中能熔化的结晶数量大大↓，即纤维被定型在此状态。如再经受更高温度T2热处理时，可在新状态下获得更高的稳定性，T≤T2时稳定性↑。2023/3/1318经过热定形处理后的涤纶，在差热分析曲线上会出现一个特征峰，德国的学者们将此峰的峰顶温度命名为有效温度，Teff

。Teff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Teff就越高。可评定热定形的综合效果涤纶的有效温度Teff2023/3/131920s

时，Teff=TR,在整个热定型中，相差不大，约1-3ºC，因此，实际热定型加工中所测得的Teff大致接近于涤纶干热定型时的热空气温度

。Teff与热定型时间的关系20Teff与热定型温度和张力的关系21张力、溶胀剂与Teff之间的关系22总结结晶化过程+应力松弛过程=涤纶内能量降低过程应力松弛：在热定型加工时，纤维被加热到170℃-210℃之间，已大大高于Tg，因此大分子内旋转极易发生，分子运动的结果必然自发低趋于能量最低状态。结晶化过程：在120℃以上，涤纶的结晶度提高，非晶区的比例减少。23

1.温度：过高发粘、过低无定型作用

确定的依据：

Tg＜T＜Ts，Tg=68~81℃，Ts=230~240℃，T=0.9Tm

受热史

比将要经受的温度高30~40℃，才能保证涤纶织物的热稳定性高。第四节热定形工艺条件分析244.1热定型温度对织物尺寸热稳定性能的影响比将要经受的温度高30~40℃254.2

热定型温度对织物吸湿及染色性能的影响

在温度＜180℃时，染料吸收率随温度↑而↓，因为结晶度↑，纤维密度↑。当温度＞180℃时，染料吸收率随温度↑而↑。原因有二：晶粒尺寸↑，其间的孔隙↑。热运动加剧，解取向发生。264.3

热定型温度对织物防皱性能的影响27

温度对白度的影响

温度升高，泛黄↑，T/C、T/R织物表现得更为严重。

布面pH值<8.温度对强力的影响

当温度＜200℃时，对强力的影响不明显，当温度＞200℃时，纤维分子链段遭到破坏，强力下降。

28冷却温度控制对定型效果的影响冷却降温条件对织物的物理机械性能影响较大。冷却温度越高，杨氏模量越大，折痕恢复性越好。定型温度与织物布面温度的关系

1、降低织物含潮率，10%以下

2、定型前红外预烘

3、提高烘室温度到200℃左右。

4、合理控制定型机烘室温度梯度。5、合理控制车速。292.时间分为下列几部分：[①

加热阶段→②热渗透阶段→③分子调整阶段]→冷却①＋②＋③≈30~45s

视织物品种、设备、加热方式温度↑，

时间↓，

主要是：①+②↓

③的时间为1-2s可以忽略不计。热源的性能织物单位面积质量纤维导热性织物含湿率导热油、电加热、蒸汽加热、天然气加热

30

3.张力

张力↑,断裂强度↑,断裂延伸度↓，染料吸附率↓。

在一定张力下对织物进行热处理时，由于大分子链沿外力方向伸长、移动、重排，使纤维更加致密，取向度提高。314.溶胀剂（水或蒸汽）1、与纤维极性相关2、与纤维耐热性相关2023/3/1332干热定形湿热定形涤纶及其混纺织物、含氨纶弹性织物锦纶及其混纺织物、锦纶及其混纺织物、腈纶及其混纺织物、第四节

织物热定形工艺概述2023/3/13331、干热定形：由于水对涤纶的膨化作用小，因此涤纶织物常采用干热定形。加热方式：热风对流加热：热滚筒加热：红外线辐射加热：2023/3/1334干热定形工艺合成纤维：190-230℃，30-45s涤/棉：180-210℃，20-30s含氨纶织物：150-185℃，30s涤/毛织物：先蒸呢，再干热定形进布（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℃）

2023/3/13352、湿热定形热水浴定形汽蒸定形将织物在沸水中处理0.5－2小时，其定型效果较差。

将织物卷绕在多孔的可抽真空的辊上，放入汽蒸中进行处理。温度：125－135℃，时间：20－30min，可获得较好的定型效果。饱和蒸汽定形过热蒸汽定形2023/3/1336二、干热定形设备针铗链热定形机布针两用铗链热定形机红外线辐射式热定形机远红外定向辐射器2023/3/1337针铗链热定形机组成：进布架→[自动整纬装置]→超喂装置→针铗链伸幅→加热室（烘房）→冷却落布自动布边上浆装置（用于针织物）以及剪边装置2023/3/13381.加热室（烘房）由4～8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，对织物进行加热处理。要求加热室内温度均匀一致(＜5℃）（2℃、1℃)。2023/3/13392.针铗链和超喂装置超喂：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。超喂作用：使经向张力小一些，便于纬向扩幅(经向张力太大,纬向不能扩幅）。例：面料定前规格：160cm（有效）*100g/m2，要求规格：180cm（有效）*120g/m2，求超喂的值？

2023/3/1340在针铗链运行过程中，有部分运程是在加热室外,因此针板温度往往比烘房温度低50℃。所以,织物的布边部分与中间部分往往产生热定形温度不一致。2023/3/13413、加热方式：直接加热：热空气间接加热：道生油作为载热体将空气加热—油锅炉电加热（电老虎）蒸汽加热（100℃以下）4、冷却方式：吹冷风使织物通过冷却辊要求落布温度在50℃以下若在无张力高温条件下,在布箱中形成折叠印,很难去除;还会发生收缩.2023/3/13422023/3/1343三、热定形工序安排

热定形工序的安排一般随织物品种、结构、染色方法和工厂条件等不同而不同，大致有3种安排。坯布定形染色或印花前定形染色或印花后定形44（远）红外辐射热定型机

石英管电热丝式、碳化硅陶瓷柜式发射器采用λ=2~25μm的红外线照射，时间短，加热快。对于涤纶，最适合λ=6~10μm。45第五节热定型效果测定

X—射线衍射法：测定结晶度的变化，晶粒大小。热谱分析法：测定受热史的高低，判断结构变化。46CDT(CriticalDissolveTime)法：