熱定形(heat setting)§1引言一、定形的意義
1、定形：指通過某種物理or化學(xué)的處理消除紡織品中積存的應(yīng)力、應(yīng)變，使其在狀態(tài)、尺寸or結(jié)構(gòu)上獲得某種需要的形式，并達(dá)到一定的穩(wěn)定性。
2、定形所要解決的問題
(1)消除內(nèi)應(yīng)力
(2)提高形變的恢復(fù)能力，保持定形時(shí)的狀態(tài)
二、熱定形
指合纖織物在一定張力下進(jìn)行熱處理，使其尺寸，形態(tài)穩(wěn)定的加工工藝。其意義是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§2熱定形機(jī)理一、fibre定形的概念
定形：使纖維發(fā)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象，并達(dá)到某種穩(wěn)定形式的過程。
定形的過程分二步：
(1) 部分大分子鏈段間作用力迅速遭破壞；
(2)大分子在新的位置上迅速重建新的分子間力，且固定下來。
二、熱定形機(jī)理
1、造成合纖織物熱穩(wěn)定性差的原因。
(1)成纖過程中隱藏了內(nèi)應(yīng)力，大分子的排列未達(dá)到最穩(wěn)定的狀態(tài)，遇熱后分子熱振動(dòng)加劇，發(fā)生彎曲，使fibre回縮，尺寸變小。
(2)紡織過程中不斷受力，且受力不勻，加劇了遇熱回縮及回縮不勻的傾向，使織物產(chǎn)生皺紋，且難以去掉。
2、熱定形的方法
即在適當(dāng)?shù)睦鞆埩ο鹿┙o織物熱能，使大分重排，再迅速冷卻，使fibre處于能量更低的穩(wěn)定狀態(tài)。
該過程分為三個(gè)階段：
(1)大分子松弛階段：當(dāng)加熱到tg以上時(shí)，分子鏈間作用力↓，大分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)作用↑，柔順性↑，取向度↑，內(nèi)應(yīng)力↓。
(2)鏈段重整階段：隨大分子鏈熱振動(dòng)↑，活性基相遇機(jī)會(huì)↑，容易建立起新的分子間作用力，若施以張力，大分子依張力方向重排，建立新的平衡。
（3） 定型階段：在去除外力前降溫，fibre在新的形態(tài)下固定下來。
綜上所述，熱定形的過程可表示為：
—
即熱塑性fibre加熱成柔性→在外力下分了鏈段運(yùn)動(dòng)而變形→外力下冷卻，新的形態(tài)固定
3、熱定形過程中纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生變化
熱定形的t在tg和tm(熔點(diǎn)指fibre中尺寸較大且完整的結(jié)晶熔化的t)之間。∵當(dāng)處于tg時(shí)，分子鏈中原子和基團(tuán)在平衡位置上振動(dòng)，開始有鏈段的位移運(yùn)動(dòng)，且隨t↑而↑，直至達(dá)tm后，開始發(fā)生整個(gè)大分子鏈的位移。纖維中含有大小和完整性各異的各種結(jié)晶，有著不同的熔點(diǎn)。
當(dāng)在t1(<tm)下進(jìn)行熱定形時(shí)，部分尺寸小，完整性差的結(jié)晶發(fā)生熔化，比較均勻和大的結(jié)晶則增大or更完整，使結(jié)晶度、晶粒大小及完整性分布達(dá)到一個(gè)新的狀態(tài)。此時(shí)若再經(jīng)受t1上松弛熱處理，fibre能熔化的結(jié)晶數(shù)量↓∴尺寸熱穩(wěn)定性，且染色性能、硬挺度，彈性等亦發(fā)生變化。
腈綸的定形機(jī)理不同于滌綸
熱定形使腈綸非晶區(qū)大分子因熱運(yùn)動(dòng)加劇而重排，內(nèi)應(yīng)力消除，并重建一些更牢固的新聯(lián)結(jié)點(diǎn)，使蘊(yùn)晶區(qū)的完整性提高，從而提高了fibre的熱穩(wěn)定性?！?、熱定形工藝條件分析一、溫度：最主要的因素
1、對(duì)尺寸熱穩(wěn)定性的影響
滌論織物，若要在某溫度下有良好的熱穩(wěn)定性，則定形溫度應(yīng)高于該溫度30～40℃，經(jīng)熱溶染色的品種，定形t可比熱溶t低10℃
2、對(duì)染色性能的影響
3、對(duì)防皺性及手感的影響
熱定形t應(yīng)根據(jù)纖維品種和織物要求而確定，對(duì)t/c織物而言，除定形后熱溶法染色的品種，溫度選擇200℃，其余可選擇190℃，若染料升華牢度差，則定形t不宜高，還應(yīng)注意t的均勻性(溫差≤2℃)
二、時(shí)間
(1)加熱時(shí)間：將織物表面加熱到定形溫度所需時(shí)間
(2)熱滲透時(shí)間：纖維內(nèi)部達(dá)到定形溫度的時(shí)間，2～15s
(3)分子調(diào)整時(shí)間：1～2s，真正意義上的定形時(shí)間
(4)冷卻時(shí)間：非定形時(shí)間，但影響身骨
t/c織物，在180-200℃定型，時(shí)間為18～60s
三、張力
由經(jīng)向的超喂和緯向伸幅來控制，對(duì)尺寸熱穩(wěn)定性，強(qiáng)力，斷裂延伸度均有影響。
實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)織物品種、風(fēng)格要求，施加張力大小不同。
四、溶脹劑(水or蒸汽)
能增進(jìn)錦綸的定形效果，對(duì)滌論影響較小。§4 熱定形工藝概述一、 加工方式
1、濕熱定形：織物以潤(rùn)濕狀態(tài)進(jìn)行，多用以親水性強(qiáng)的合纖如錦綸腈綸。定形后手感柔軟、豐滿，分為水浴和汽蒸定形兩種
2、干熱定形：織物以干燥狀態(tài)進(jìn)行，適用于滌論及其混紡織物，包括熱風(fēng)定形，紅外輻射定形，接觸式(熱金屬輥筒)熱定形。
二、熱風(fēng)定形設(shè)備和工藝
1、設(shè)備：(1)針鋏鏈?zhǔn)綗岫ㄐ螜C(jī)(國(guó)產(chǎn)m-751，m-751a)
(2)兩用式針板布鋏式
針鋏與布鋏兩用，既可定形，也可拉幅
2、織物熱定形工藝
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℃）
三、濕熱定形
1、水浴定形
(1) 沸水處理0.5～2h，定形效果不佳
(2)高壓釜中進(jìn)行，t可達(dá)125～135℃，20～30′效果較好
2、汽蒸定形：
(1)飽和蒸汽：類似水浴130～140℃，20～30′
(2)過熱蒸汽：接近于干熱定形
四、工序安排
三種方式
方式 漿料 定形前是否收縮 染料限制性 定形后泛黃 起皺 染色性
前定形 被固著 不能 無 能除 后續(xù)加工不起皺 困難
中間定形 不會(huì)固著 能 無 同上 定形前各工序易起起皺 困難
后定形 不會(huì)固著 能 升華牢度好的品種 不能除去 各道工序易起皺 較好
方式 漿料 定形前是否收縮 染料限制性 定形后泛黃 起皺 染色性
前定形 被固著 不能 無 能除 后續(xù)加工不起皺 困難
中間定形 不會(huì)固著 能 無 同上 定形前各工序易起起皺 困難
后定形 不會(huì)固著 能 升華牢度好的品種 不能除去 各道工序易起皺 較好
實(shí)際生產(chǎn)中，工序的排列必須根據(jù)具體情況選擇
方式
漿料
定形前是否收縮
染料限制性
定形后泛黃
起皺
染色性
前定形
被固著
不能
無
能除
后續(xù)加工不起皺
困難
中間定形
不會(huì)固著
能
無
同上
定形前各工序易起起皺
困難
后定形
不會(huì)固著
能
升華牢度好的品種
不能除去
各道工序易起皺
較好
五、熱定形效果評(píng)定
1、臨界溶解時(shí)間(cdt)
將滌論圈形試樣置于苯酚中，在一定溫度下從開始接觸苯酚直至纖維溶解所需時(shí)間(秒)，稱cdt。
cdt與fibre結(jié)晶度，結(jié)晶尺寸及結(jié)晶完整性有關(guān)，能反映滌論的受熱史。，此法測(cè)定滌論的熱定形效果較靈敏，亦適用于錦綸。
2、熱收縮率
將試樣以松弛狀態(tài)在一定條件下處理，然后測(cè)量其長(zhǎng)，寬尺寸變化，以收縮百分率表示，(可按經(jīng)、緯長(zhǎng)度分別表示，也可按面積表示) 測(cè)試時(shí)可按濕、熱條件不同分為干熱收縮，沸水收縮，熱水收溶，蒸汽收縮和熨燙收縮五種。
此法測(cè)試簡(jiǎn)單，能反映織物實(shí)際服用的收縮性能。