一、纖維定形的概念
定形:使纖維發(fā)生應力松馳現(xiàn)象,并達到某種穩(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應力,大分子的排列未達到最穩(wěn)定的狀態(tài),遇熱后分子熱振動加劇,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?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)。該過程分為三個階段:
(1)大分子松馳階段:當加熱到Tg以上時,分子鏈間作用力↓,大分子的內旋轉作用↑,柔順性↑,取向度↑,內應力↓。
(2)鏈段重整階段:隨大分子鏈熱振動↑,活性基相遇機會↑,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動而變形→外力下冷卻,新的形態(tài)固定
3、熱定形過程中纖維結構發(fā)生變化
熱定形的T在Tg和Tm(熔點指fibre中尺寸較大且完整的結晶熔化的T)之間。∵當處于Tg時,分子鏈中原子和基團在平衡位置上振動,開始有鏈段的位移運動,且隨T↑而↑,直至達Tm后,開始發(fā)生整個大分子鏈的位移。纖維中含有大小和完整性各異的各種結晶,有著不同的熔點。
當在T1(<TM)下進行熱定形時,部分尺寸小,完整性差的結晶發(fā)生熔化,比較均勻和大的結晶則增大OR更完整,使結晶度、晶粒大小及完整性分布達到一個新的狀態(tài)。此時若再經(jīng)受T1上松馳熱處理,F(xiàn)IBRE能熔化的結晶數(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。
腈綸的定形機理不同于滌綸:
熱定形使腈綸非晶區(qū)大分子因熱運動加劇而重排,內應力消除,并重建一些更牢固的新聯(lián)結點,使蘊晶區(qū)的完整性提高,從而提高了fibre的熱穩(wěn)定性。
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