濕法紡絲中的纖維熱定型原理

一、為(wei) 什麽(me) 要進行纖維熱定型：

合成纖維成型及拉伸之後，其超分子結構已基本形成。但由於(yu) 纖維在這些工藝過程中所經曆的時間很短，有些分子鏈處於(yu) 鬆馳狀態，有些鏈段則處於(yu) 緊張狀態，致使纖維內(nei) 部存在著不均勾應力，纖維內(nei) 的結品結構也有很多缺陷，在濕法成型的纖維中，有時還有大小不等的孔穴。這種纖維若長時間放置，隨著內(nei) 應力鬆弛、大分子取向的變化等，它們(men) 的內(nei) 部結構，如纖維尺寸、結晶度(急冷形成的無定形區的二次結晶化)、微孔性(微孔洞的陷縮)等會(hui) 逐漸變化而趨於(yu) 某種平衡。    

以上變化的速度，從(cong) 根本上講是受纖維材料黏彈特性的控製，從(cong) 分子論的角度來說，是受到分子運動強度的製約。在室溫下,係統的變化速度一般很慢，在高溫下，大分子運動強度增加很快，可以在數分鍾內(nei) 就使體(ti) 係接近平衡，從(cong) 而在以後的使用過程中基本上能抵抗外界條件的戀化，有效地處於(yu) 穩定狀態。

二、什麽(me) 是纖維熱定型：

在纖維成型加工過程中，有兩(liang) 個(ge) 階段要完成這種平衡。第一個(ge) 階段是紡絲(si) 加工後的未拉伸絲(si) ，需平衡若幹小時再去拉伸。這一平衡過程對於(yu) 熔紡親(qin) 水性聚合物(例如聚酰胺纖維、聚氨酯纖維)特別重要，該過程使濕度和水分導致的初生纖維結構變化達到某一水平。

第二個(ge) 階段是拉伸後的濕熱平衡過程。由於(yu) 纖維在拉伸加工中會(hui) 產(chan) 生新的應力不均勻和新的結構缺陷，以致在一般實際應用溫度下(如洗滌、熨燙)表現ji強的形狀不穩定。因此拉伸纖維需經熱處理過程達到一個(ge) 新的穩定平衡，其過程通常稱為(wei) 熱定型。在這一過程中如果能得到適當的結晶和取向度,就能明顯改善纖維的力學性能。

三、纖維熱定型時結構的變化：

熱處理過程將引起纖維超分子結構和形態結構的改變，使不穩定的結構單元轉變為(wei) 穩定較高的結構單元。但熱定型要達到的是修補或改善纖維成型或拉伸過程中已經形成的不完善結構，而不是che底破壞和重建。這些結構上的變化,有三方麵:

(1)提高纖維的形狀穩定性(尺寸穩定性)，形狀穩定性可用纖維在沸水中的剩餘(yu) 收縮率來衡量。

(2)進一步改善纖維的物理——機械性能，如打結強度、耐磨性以及固定卷曲度(對短纖維)或固定撚度(對長絲(si) )。

(3)改善纖維的染色性能。

在某些情況下,通過熱定型可使纖維發生熱交聯(例如聚乙烯醇纖維),或借以製取高收縮性和高蓬鬆性的纖維，賦予纖維及其紡織製品以波紋、皺紕或高回彈性等效果。

四、熱定型的方式：

熱定型可在張力作用下進行,也可在無張力作用下進行。根據張力的有無或大小，纖維熱定型時可以不發生收縮或部分發生收縮。根據熱定型時纖維的收縮狀態來區分，有四種熱定型方式。

(1) 控製張力熱定型：熱定型時纖維不收縮，而略有伸長(如1%左右)。

(2) 定長熱定型：熱定型時纖維既不收縮，也不伸長。

以上兩(liang) 種方式統稱為(wei) 無收縮熱定型,或稱緊張熱定型。

(3) 部分收縮熱定型：或稱控製收縮熱定型。

(4) 自由收縮熱定型：或稱鬆弛熱定型。

如按熱定型介質或加熱方式來區分，則有幹熱空氣定型、接觸加熱定型、水蒸氣濕熱定型、浴液(水、甘油等)定型四種方式。

五、暫定、永定、半永定的區別：

就定型效果的永jiu性而論，定型可以是暫時的或永jiu的，通常把它們(men) 叫做暫定或永定。在使用中，稍經熱、濕和機械作用，定型效果就會(hui) 消失的稱為(wei) 暫定。工業(ye) 生產(chan) 中對紡織材料施加的定型處理，大多是永jiu性的定型，這裏所引起的纖維和織物結構的變化是不可逆的。有些定型效果介於(yu) 上述兩(liang) 者之間，叫做半永定。暫定、半永定和永定可能同時發生，例如纖維織物的熨燙就是如此。

熱定型的工藝條件隨纖維品種不同而有所差異，即使是同一品種的纖維，也會(hui) 因拉伸條件不同或對最終產(chan) 品性能要求不同而有明顯差別。