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滌綸熱定型的重要性

發(fā)布時(shí)間：2023-06-26 點(diǎn)擊：

定型機(jī)、涂層機(jī)、地毯機(jī)專業(yè)生成廠家無錫前洲興華機(jī)械2023年6月26日訊 對滌綸錦綸織物的熱定型加工早已被人們所熟知,熱定型的主要目的是為了提高織物的熱尺寸穩(wěn)定性。

熱定性加工表面上看并不復(fù)雜，但實(shí)際上熱定型時(shí)纖維的超分子結(jié)構(gòu)發(fā)生深刻的變化，所以必然對織物的機(jī)械物理性能及染色性能有相應(yīng)的影響。由于涉及纖維超分子結(jié)構(gòu)的問題，所以要評估熱定型效果以及諸影響因素的作用必須采用高新科技方法及理論才會(huì)達(dá)到預(yù)期的目的。

含氨綸彈性織物中，雖然氨綸只占了少數(shù)，但為了使成品具有良好的熱尺寸穩(wěn)定性也是需要進(jìn)行熱定型的。

另一方面，由于含氨綸彈性織物熱定型技術(shù)難度頗大，對于某些必須進(jìn)行熱定型的織物，有的企業(yè)為了降低成本就省略了，以至于使用者十分難堪，如一些用氨綸加彈得棉牛仔褲，會(huì)洗一次縮一次，經(jīng)多次洗滌后，褲管僅僅地裹在腿上，既不好看也不舒服。

又如有的腈綸衫中加入了氨綸絲后，只能用低溫洗滌，一經(jīng)熱水洗，一件大人穿的腈綸衫竟一下變成小孩穿得了。有的含氨綸彈性織物，熱定型加工安排的生產(chǎn)順序會(huì)對織物尺寸與規(guī)格產(chǎn)生較大影響。

含氨綸彈性織物中，往往含有三種或三種以上的纖維，對于此類織物再染整加工中必須同時(shí)照顧到各類纖維的不同要求，這些更增加了對熱定型加工的復(fù)雜因素，如羊毛、蠶絲不適宜經(jīng)受高溫?zé)岫ㄐ图庸ぃc此相反，滌綸則要求在較高溫度進(jìn)行熱定型。

某些具有特殊風(fēng)格的織物，如按計(jì)劃要利用氨綸的高回彈性，使織物呈現(xiàn)立體浮雕效果（類似于泡泡紗效果），因此熱定型加工是十分關(guān)鍵的工序，必須慎重操控。

為給深入論述含氨綸彈性織物的熱定型機(jī)理打下基礎(chǔ)，下面先闡述熱定型的基礎(chǔ)理論：

滌綸熱定型的原理：一般物理學(xué)上的“能量最低原理”完全可以用于描述滌綸熱定型的原理。

滌綸及其紡織品（紗線及織物等）在紡織及染整加工過程中由于受到牽引、拉伸、扭曲等機(jī)械作用而發(fā)生某種程度的變化，這種形變由于發(fā)生在滌綸的玻璃化溫度（Tg=81℃）以下，因此保留下來的形變屬強(qiáng)迫高彈形變，即使在外力除去后也不是能完全回復(fù)的，形變保留在纖維上，意味著纖維內(nèi)貯存了相應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力。

使纖維處于較高的能級，因此是不穩(wěn)定的。在熱定型加工時(shí)，纖維被加熱到170-210℃之間，已大大高于Tg，因此大分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)極易發(fā)生，分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果必然自發(fā)地趨于能量最低狀態(tài)。這種維持尺寸不便，使滌綸分子內(nèi)部的能量釋放出去的過程在高分子學(xué)里用“應(yīng)力松弛”這一專用術(shù)語來描述。

然而在120℃以上時(shí)，滌綸還會(huì)發(fā)生另一現(xiàn)象，即“結(jié)晶化過程”。也就是滌綸的結(jié)晶都會(huì)增高，非結(jié)晶區(qū)的比例會(huì)有所減少。由于結(jié)晶是一個(gè)放熱過程，而且結(jié)晶的潛熱的量是比較大的，使滌綸內(nèi)的能量大大下降，使整個(gè)體系處于新的能量最低狀態(tài)。

由此可見，滌綸熱定型時(shí)有兩個(gè)原因是滌綸降低體系內(nèi)的能量，使它們處于能量最低狀態(tài)。據(jù)此可用下式簡潔地表示熱定型過程中滌綸的能量降低：結(jié)晶化過程＋應(yīng)力松弛過程=滌綸能量降低過程。

為了對以上說法加深認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在來討論其他纖維的情況。例如棉、毛、絲等纖維，只要它們在加工過程中受到拉伸、發(fā)生了形變，而且形變中如果沒有塑性形變的話，那么在外力除去后，普彈性便立即回復(fù)，回復(fù)速度快的高彈形變也較快地回復(fù)了但是回復(fù)速度較慢的高彈形變往往是難以回復(fù)的甚至緩彈形變中的一部分也是難以回復(fù)的，最明顯的例子是“折皺”、“壓痕”等難以自動(dòng)消除。

“折皺”、“壓痕”這是回復(fù)較慢的高彈形變與緩彈形變的形象表現(xiàn)。染廠中解決這一問題的辦法是給織物以濕熱處理（如定幅加工），在濕與熱的幫助下，大分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)加劇，很快的實(shí)現(xiàn)了“應(yīng)力松弛”，在宏觀上“折皺”與“壓痕”消除了。

那為什么對毛、絲、棉、粘膠等纖維不像滌綸那樣進(jìn)行熱定型呢？因?yàn)樗鼈儾粫?huì)在高溫下發(fā)生上述的結(jié)晶化過程，因此對它們進(jìn)行熱定型是畫蛇添足，而且高溫還會(huì)使此類纖維遭受熱損傷，故對此類纖維只要給予汽蒸定幅已足矣。

反過來說，正因?yàn)榇祟惱w維不會(huì)發(fā)生結(jié)晶化過程，只發(fā)生了應(yīng)力松弛過程，因此它們很易在使用時(shí)再次出現(xiàn)“折皺”與“壓痕”。如果我們只對滌綸纖維進(jìn)行汽蒸定幅加工，讓它也只發(fā)生應(yīng)力松弛過程，不發(fā)生結(jié)晶化過程的話，那么它的保型性肯定沒有熱定型加工那么好。

因此對滌/棉織物進(jìn)行熱定型加工時(shí)，在滌綸中發(fā)生了結(jié)晶化及應(yīng)力松弛，而棉纖維只是發(fā)生了應(yīng)力松弛。

如果從微觀角度來考察應(yīng)力松弛和結(jié)晶化過程的話，

熱定型加工可分為以下三個(gè)過程：

（1）織物進(jìn)行熱定型時(shí)，首先在箱體內(nèi)織物被加熱，隨著溫度上升，尤其是超過滌綸的tg(81℃)以后，滌綸非結(jié)晶區(qū)內(nèi)大分子鏈段發(fā)生越來越劇烈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，即大分子鏈段杰主動(dòng)能克服了大分子間的范德華力，內(nèi)旋轉(zhuǎn)使體系內(nèi)的能量趨于最低狀態(tài)，即將原來因紡織加工及染整加工時(shí)累積貯存在滌綸內(nèi)的能量全部釋放出來，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力松弛。

（2）在新的穩(wěn)定狀態(tài)下，一旦分子或鏈段穩(wěn)定下來后，分子間的作用力開始重建，如氫鍵結(jié)合的力、范德華力等，進(jìn)而某些鏈段進(jìn)入晶格，開始結(jié)晶化過程，并相應(yīng)的放出結(jié)晶潛熱，使體系能量進(jìn)一步降低，進(jìn)入更新的低能量狀態(tài)。

（3）織物離開熱定型機(jī)箱體，溫度回降到室溫，由于以低于滌綸的玻璃化溫度，使大分子鏈段德內(nèi)旋轉(zhuǎn)凍結(jié)，使熱定型效果保持下來。

根據(jù)這一原理，在滌綸織物離開定型機(jī)的加熱區(qū)后，應(yīng)在平整狀態(tài)下立即使其降溫到Tg以下，如用冷水滾筒或吹冷風(fēng)等方法。否則在Tg以上使織物進(jìn)入堆布箱的話，織物又會(huì)起皺，這意味又開始了一種新的狀態(tài)，迫使滌綸分子在這種狀態(tài)下重新進(jìn)行上述三個(gè)過程，并會(huì)把這種起皺狀態(tài)保持下來，破壞了織物的平整性。