热定型

热定型指：利用热力，消除织物纤维在拉伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定程度的松弛，使编织纤维的形状固定成型。

引言

定型的意义

1、定型：指通过某种物理or化学的处理消除纺织品中积存的应力、应变，使其在状态、尺寸or结构上获得某种需要的形式，并达到一定的稳定性。

2、定型所要解决的问题

⑴消除内应力

⑵提高形变的恢复能力，保持定形时的状态

热定型

指合纤织物在一定张力下进行热处理，使其尺寸，形态稳定的加工工艺。其意义是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

热定型机理

fibre定型的概念

定型：使纤维发生应力松弛现象，并达到某种稳定形式的过程。

定型的过程分二步：

⑴ 部分大分子链段间作用力迅速遭破坏；

⑵大分子在新的位置上迅速重建新的分子间力，且固定下来。

热定型机理

1、造成合纤织物热稳定性差的原因。

⑴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。

⑵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、热定型的方法

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：

⑴大分子松弛阶段：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↓。

⑵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。

⑶ 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，热定型的过程可表示为：

—

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、热定型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(<Tm)下进行热定形时，部分尺寸小，完整性差的结晶发生熔化，比较均匀和大的结晶则增大or更完整，使结晶度、晶粒大小及完整性分布达到一个新的状态。此时若再经受T1上松弛热处理，fibre能熔化的结晶数量↓∴尺寸热稳定性，且染色性能、硬挺度，弹性等亦发生变化。

腈纶的定型机理不同于涤纶

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。

热定型的目的

一、消除纤维在拉伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定程度的松弛，提高纤维的形状稳定性。

二、改善纤维的物理机械性能，比如提高纤维的结晶度、弹性、打结强度、耐磨性等以及固定卷曲度或固定捻度

三、去除纤维在拉伸上油过程中所带入的水分，使纤维到达成品所需要的含湿要求，同时可以避免由于油剂不干，纤维长期存放而变黄的可能。

四、改善纤维的染色性能

工艺条件分析

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℃）

时间

⑴加热时间：将织物表面加热到定形温度所需时间

⑵热渗透时间：纤维内部达到定形温度的时间，2～15s

⑶分子调整时间：1～2s，真正意义上的定形时间

⑷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

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。

四、溶胀剂(水or蒸汽）

能增进锦纶的定形效果，对涤论影响较小。

热定型工艺概述

加工方式

1、湿热定型：织物以润湿状态进行，多用以亲水性强的合纤如锦纶腈纶。定形后手感柔软、丰满，分为水浴和汽蒸定形两种

2、干热定型：织物以干燥状态进行，适用于涤论及其混纺织物，包括热风定形，红外辐射定形，接触式（热金属辊筒）热定形。

设备和工艺

1、设备：⑴针铗链式热定形机（国产M-751，M-751A)

⑵两用式针板布铗式

针铗与布铗两用，既可定形，也可拉幅

2、织物热定形工艺

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℃）

湿热定型

1、水浴定形

⑴ 沸水处理0.5～2h，定形效果不佳

⑵高压釜中进行，T可达125～135℃，20～30′效果较好

2、汽蒸定形：

⑴饱和蒸汽：类似水浴130～140℃，20～30′

⑵过热蒸汽：接近于干热定形

热定型方式

干热空气定型；

接触加热定型；

水蒸气湿热定型；

浴液（水、甘油等）定型等。

效果评定

1、临界溶解时间(CDT)

将涤论圈形试样置于苯酚中，在一定温度下从开始接触苯酚直至纤维溶解所需时间（秒），称CDT。

CDT与fibre结晶度，结晶尺寸及结晶完整性有关，能反映涤论的受热史。，此法测定涤论的热定形效果较灵敏，亦适用于锦纶。

2、热收缩率

将试样以松弛状态在一定条件下处理，然后测量其长，宽尺寸变化，以收缩百分率表示，（可按经、纬长度分别表示，也可按面积表示） 测试时可按湿、热条件不同分为干热收缩，沸水收缩，热水收溶，蒸汽收缩和熨烫收缩五种。

此法测试简单，能反映织物实际服用的收缩性能。