紡織品常規(guī)整理課件 熱定型080326zy

1染整工藝原理

紡織品前處理關(guān)芳蘭§8-1引言§8-2織物熱定形原理§8-3

熱定形時(shí)纖維微觀變化的三個(gè)過程§8-4熱定形工藝的實(shí)施及工藝條件分析2第八章熱定型(Thermosetting)

3PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)礦泉水、碳酸飲料和功能飲料瓶2023/3/134第一節(jié)引言定形：纖維、紗線、織物或其他紡織品經(jīng)過一定的處理，獲得某種需要的形式（尺寸、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、物理性能），并力求使這些形式有良好穩(wěn)定性的加工過程。5從分子運(yùn)動解釋非結(jié)晶聚合物應(yīng)力－應(yīng)變曲線圖3非晶態(tài)聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線（玻璃態(tài)）IElasticdeformation

普彈形變小尺寸運(yùn)動單元的運(yùn)動引起鍵長鍵角變化。形變小可回復(fù)IIForcedrubber-likedeformation強(qiáng)迫高彈形變在大外力作用下凍結(jié)的鏈段沿外力方向取向IIIViscousflow粘流形變在分子鏈伸展后繼續(xù)拉伸整鏈取向排列，使材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提高。形變不可回復(fù)6

處于玻璃態(tài)的非晶聚合物在拉伸過程中屈服點(diǎn)后產(chǎn)生的較大應(yīng)變，移去外力后形變不能回復(fù)。若將試樣溫度升到其Tg附近，該形變則可完全回復(fù)，因此它在本質(zhì)上仍屬高彈形變，并非粘流形變，是由高分子的鏈段運(yùn)動所引起的。這種形變稱為強(qiáng)迫高彈形變強(qiáng)迫高彈形變的定義7利用合成纖維的熱塑性，將織物保持一定的尺寸和形態(tài)，加熱至所需溫度，使纖維分子鏈運(yùn)動加劇，纖維中應(yīng)力降低，結(jié)晶度和晶區(qū)有所增大，非晶區(qū)趨向集中，纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完整，使纖維及其織物的尺寸熱穩(wěn)定性獲得提高

熱定型的定義

熱定形的目的①尺寸定形：尺寸熱穩(wěn)定性提高，縮水率下降②平整定形：消除皺痕，提高抗皺性③改善服用性能：彈性、手感和起毛球現(xiàn)象得到改善④染色性能改變9

2.1熱定型過程中大分子的作用力變化

O→A纖維拉伸

A→B應(yīng)力松弛（維持一段時(shí)間）

B→D彈性回復(fù)（去除外力）

D→E緩彈回復(fù)

OE永久形變整個(gè)形變B→E，E以后，內(nèi)應(yīng)力=0，不再變化。特定條件下，將纖維拉伸至A點(diǎn)后，進(jìn)行加熱，促使其應(yīng)力松弛速度↑，在C點(diǎn)時(shí)內(nèi)應(yīng)力=0，冷卻，除去外力則永久形變?yōu)?/p>

0C，即發(fā)生定型現(xiàn)象。

第二節(jié)熱定型機(jī)理102.2分子間作用力方面

首先利用熱進(jìn)行應(yīng)力松弛（舒解Relax）然后在張力條件下冷卻將新狀態(tài)“凍結(jié)”

，完成定型。---表示分子間的側(cè)向作用力B:是大分子鏈段間的作用力(包括鍵)迅速被減弱或拆散，內(nèi)應(yīng)力發(fā)生松弛；C:是大分子在新的位置上迅速重建新的分子間鍵和再結(jié)晶；D:是將大分子的新鍵以及新位置固定下來。

112.3分子結(jié)合能方面A→B：松弛舒解，分子結(jié)合能↓B→C：建立新結(jié)合能C→D：大量分子結(jié)合，結(jié)合能↑

2023/3/1312二、熱定形過程三個(gè)階段

1）第一階段“松弛”階段用加熱或增塑(增塑劑如水和蒸汽)的方法，使纖維達(dá)到高于玻璃化溫度(Tg)以上，使存在于分子間的作用力減弱。

“松弛”階段分子間結(jié)合能的降低只發(fā)生在無定形區(qū)，而較牢固的超分子結(jié)構(gòu)(結(jié)晶區(qū))則并不被減弱或拆散。2023/3/13132）第二階段定形階段是熱定形過程的主要階段。大分子中的某些活性基團(tuán)與其他大分子基團(tuán)相遇,靠近到原子間相互作用的距離,就形成新鍵。高聚物中會發(fā)生進(jìn)一步的結(jié)晶，使非晶區(qū)減少，結(jié)晶度和結(jié)晶完整性有所提高。第二階段的速度取決于大分子鏈節(jié)或鏈段的活動性，即取決于熱定形溫度。2023/3/13143)第三階段固定階段使纖維冷卻至玻璃化溫度(Tg)以下或除去增塑劑(干燥)，此時(shí)在第二階段所產(chǎn)生的新鍵以及大分子的新位置得到固定。2023/3/13151.結(jié)晶度提高滌、錦綸的結(jié)晶度隨熱定形溫度升高而提高，結(jié)果使纖維的熱定形穩(wěn)定性得到提高。2.2熱定型機(jī)理2023/3/13162.晶粒尺寸增大、晶區(qū)完整性改善

熱定形時(shí),滌綸中微晶尺寸都隨定形溫度提高而增大，微晶尺寸增大，使纖維中晶區(qū)缺陷減少，晶區(qū)完整性得到改善，因而纖維的尺寸熱穩(wěn)定性獲得提高。17在T1時(shí)熱定型：a.

晶粒尺寸小、完整性差者發(fā)生熔化轉(zhuǎn)化為尺寸大、完整性好者；

b.

尺寸大、完整性好者轉(zhuǎn)化為更大、更完整，結(jié)晶度↑；進(jìn)入T1后曲線。當(dāng)T≤T1時(shí)，熱穩(wěn)定好，纖維中能熔化的結(jié)晶數(shù)量大大↓，即纖維被定型在此狀態(tài)。如再經(jīng)受更高溫度T2熱處理時(shí)，可在新狀態(tài)下獲得更高的穩(wěn)定性，T≤T2時(shí)穩(wěn)定性↑。2023/3/1318經(jīng)過熱定形處理后的滌綸，在差熱分析曲線上會出現(xiàn)一個(gè)特征峰，德國的學(xué)者們將此峰的峰頂溫度命名為有效溫度，Teff

。Teff是熱定形過程中新生成的結(jié)晶的熔點(diǎn)，結(jié)晶的完整性越高，相應(yīng)的Teff就越高?？稍u定熱定形的綜合效果滌綸的有效溫度Teff2023/3/131920s

時(shí)，Teff=TR,在整個(gè)熱定型中，相差不大，約1-3oC，因此，實(shí)際熱定型加工中所測得的Teff大致接近于滌綸干熱定型時(shí)的熱空氣溫度

。Teff與熱定型時(shí)間的關(guān)系20Teff與熱定型溫度和張力的關(guān)系21張力、溶脹劑與Teff之間的關(guān)系22總結(jié)結(jié)晶化過程+應(yīng)力松弛過程=滌綸內(nèi)能量降低過程應(yīng)力松弛：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)動的結(jié)果必然自發(fā)低趨于能量最低狀態(tài)。結(jié)晶化過程：在120℃以上，滌綸的結(jié)晶度提高，非晶區(qū)的比例減少。23

1.溫度：過高發(fā)粘、過低無定型作用

確定的依據(jù)：

Tg＜T＜Ts，Tg=68~81℃，Ts=230~240℃，T=0.9Tm

受熱史

比將要經(jīng)受的溫度高30~40℃，才能保證滌綸織物的熱穩(wěn)定性高。第四節(jié)熱定形工藝條件分析244.1熱定型溫度對織物尺寸熱穩(wěn)定性能的影響比將要經(jīng)受的溫度高30~40℃254.2

熱定型溫度對織物吸濕及染色性能的影響

在溫度＜180℃時(shí)，染料吸收率隨溫度↑而↓，因?yàn)榻Y(jié)晶度↑，纖維密度↑。當(dāng)溫度＞180℃時(shí)，染料吸收率隨溫度↑而↑。原因有二：晶粒尺寸↑，其間的孔隙↑。熱運(yùn)動加劇，解取向發(fā)生。264.3

熱定型溫度對織物防皺性能的影響27

溫度對白度的影響

溫度升高，泛黃↑，T/C、T/R織物表現(xiàn)得更為嚴(yán)重。

布面pH值<8.溫度對強(qiáng)力的影響

當(dāng)溫度＜200℃時(shí)，對強(qiáng)力的影響不明顯，當(dāng)溫度＞200℃時(shí)，纖維分子鏈段遭到破壞，強(qiáng)力下降。

28冷卻溫度控制對定型效果的影響冷卻降溫條件對織物的物理機(jī)械性能影響較大。冷卻溫度越高，楊氏模量越大，折痕恢復(fù)性越好。定型溫度與織物布面溫度的關(guān)系

1、降低織物含潮率，10%以下

2、定型前紅外預(yù)烘

3、提高烘室溫度到200℃左右。

4、合理控制定型機(jī)烘室溫度梯度。5、合理控制車速。292.時(shí)間分為下列幾部分：[①

加熱階段→②熱滲透階段→③分子調(diào)整階段]→冷卻①＋②＋③≈30~45s

視織物品種、設(shè)備、加熱方式溫度↑，

時(shí)間↓，

主要是：①+②↓

③的時(shí)間為1-2s可以忽略不計(jì)。熱源的性能織物單位面積質(zhì)量纖維導(dǎo)熱性織物含濕率導(dǎo)熱油、電加熱、蒸汽加熱、天然氣加熱

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3.張力

張力↑,斷裂強(qiáng)度↑,斷裂延伸度↓，染料吸附率↓。

在一定張力下對織物進(jìn)行熱處理時(shí)，由于大分子鏈沿外力方向伸長、移動、重排，使纖維更加致密，取向度提高。314.溶脹劑（水或蒸汽）1、與纖維極性相關(guān)2、與纖維耐熱性相關(guān)2023/3/1332干熱定形濕熱定形滌綸及其混紡織物、含氨綸彈性織物錦綸及其混紡織物、錦綸及其混紡織物、腈綸及其混紡織物、第四節(jié)

織物熱定形工藝概述2023/3/13331、干熱定形：由于水對滌綸的膨化作用小，因此滌綸織物常采用干熱定形。加熱方式：熱風(fēng)對流加熱：熱滾筒加熱：紅外線輻射加熱：2023/3/1334干熱定形工藝合成纖維：190-230℃，30-45s滌/棉：180-210℃，20-30s含氨綸織物：150-185℃，30s滌/毛織物：先蒸呢，再干熱定形進(jìn)布（超喂2~4%）→針鋏拉幅（超成品幅寬2~3cm）→進(jìn)加熱區(qū)（180~210℃）→冷卻→落布（T<50℃）

2023/3/13352、濕熱定形熱水浴定形汽蒸定形將織物在沸水中處理0.5－2小時(shí)，其定型效果較差。

將織物卷繞在多孔的可抽真空的輥上，放入汽蒸中進(jìn)行處理。溫度：125－135℃，時(shí)間：20－30min，可獲得較好的定型效果。飽和蒸汽定形過熱蒸汽定形2023/3/1336二、干熱定形設(shè)備針鋏鏈熱定形機(jī)布針兩用鋏鏈熱定形機(jī)紅外線輻射式熱定形機(jī)遠(yuǎn)紅外定向輻射器2023/3/1337針鋏鏈熱定形機(jī)組成：進(jìn)布架→[自動整緯裝置]→超喂裝置→針鋏鏈伸幅→加熱室（烘房）→冷卻落布自動布邊上漿裝置（用于針織物）以及剪邊裝置2023/3/13381.加熱室（烘房）由4～8個(gè)加熱室，是熱定形關(guān)鍵部位。每節(jié)加熱室內(nèi)有上下兩排噴風(fēng)管道由風(fēng)機(jī)吹出的熱風(fēng)從上下兩排噴風(fēng)管道的噴風(fēng)口噴出，對織物進(jìn)行加熱處理。要求加熱室內(nèi)溫度均勻一致(＜5℃）（2℃、1℃)。2023/3/13392.針鋏鏈和超喂裝置超喂：即織物進(jìn)入的線速度稍大于針鋏鏈的線速度，使經(jīng)向保持一定松弛狀態(tài)進(jìn)布。超喂作用：使經(jīng)向張力小一些，便于緯向擴(kuò)幅(經(jīng)向張力太大,緯向不能擴(kuò)幅）。例：面料定前規(guī)格：160cm（有效）*100g/m2，要求規(guī)格：180cm（有效）*120g/m2，求超喂的值？

2023/3/1340在針鋏鏈運(yùn)行過程中，有部分運(yùn)程是在加熱室外,因此針板溫度往往比烘房溫度低50℃。所以,織物的布邊部分與中間部分往往產(chǎn)生熱定形溫度不一致。2023/3/13413、加熱方式：直接加熱：熱空氣間接加熱：道生油作為載熱體將空氣加熱—油鍋爐電加熱（電老虎）蒸汽加熱（100℃以下）4、冷卻方式：吹冷風(fēng)使織物通過冷卻輥要求落布溫度在50℃以下若在無張力高溫條件下,在布箱中形成折疊印,很難去除;還會發(fā)生收縮.2023/3/13422023/3/1343三、熱定形工序安排

熱定形工序的安排一般隨織物品種、結(jié)構(gòu)、染色方法和工廠條件等不同而不同，大致有3種安排。坯布定形染色或印花前定形染色或印花后定形44（遠(yuǎn)）紅外輻射熱定型機(jī)

石英管電熱絲式、碳化硅陶瓷柜式發(fā)射器采用λ=2~25μm的紅外線照射，時(shí)間短，加熱快。對于滌綸，最適合λ=6~10μm。45第五節(jié)熱定型效果測定

X—射線衍射法：測定結(jié)晶度的變化，晶粒大小。熱譜分析法：測定受熱史的高低，判斷結(jié)構(gòu)變化。46CDT(CriticalDissolveTime)法：