濕法紡絲中的纖維熱定型原理

一、為什麽要進行纖維熱定型：

合（hé）成纖維成型（xíng）及拉伸之後，其（qí）超分子結構已基本形成。但（dàn）由於纖維在這（zhè）些工藝過程中所經曆的時間很短，有些分子鏈處（chù）於鬆馳狀態，有些鏈段則處於緊張狀態，致使纖維內部存在著不均勾應力（lì），纖維（wéi）內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，隨著內應力鬆弛、大（dà）分子取（qǔ）向的（de）變化（huà）等，它們的內部結構，如纖維尺寸、結晶度(急冷形成的無（wú）定（dìng）形區的二次結晶化)、微孔性(微孔洞的陷縮（suō）)等會逐漸變化而趨於某種平衡。    

以上變化（huà）的速度，從根本上講是受纖維材料黏彈特性的控製，從分子論的角度來說（shuō），是受到分子運動（dòng）強度的製（zhì）約。在（zài）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（dù）增加很快，可以在數分鍾內就使體係接近平衡，從而在（zài）以後的使用過程中基本上能抵抗外界條件的戀化，有效地處於穩定狀態。

二、什麽是纖維（wéi）熱（rè）定（dìng）型：

在（zài）纖維成型加工過程中，有兩個階段要完成這種平衡。第一個階段是紡絲加工後的未拉伸絲，需平衡若幹（gàn）小（xiǎo）時再去拉伸。這一平衡過程（chéng）對於（yú）熔紡親水（shuǐ）性聚合物(例如聚酰胺纖維、聚氨（ān）酯纖維（wéi）)特別重要，該過程使濕度和水分導致的初（chū）生纖維結構變化達到某一水平（píng）。

第二個階段是拉伸後的（de）濕熱平衡過程（chéng）。由於纖維在拉伸加工中會產生新的應力不均勻（yún）和新的結構缺（quē）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（xū）經熱處理過程達到一個新的穩定平衡，其過程通（tōng）常稱為熱定型（xíng）。在這一過程中如果能得（dé）到適當的結晶和取向度,就能（néng）明顯改善纖維的力學（xué）性能。

三、纖維熱定型時結構的變（biàn）化：

熱處理過程將（jiāng）引起纖維超分子結構和形（xíng）態結構的（de）改變，使不穩定（dìng）的結構單元轉變為穩定較高（gāo）的結構單元。但（dàn）熱（rè）定型要達到的是修補或改善纖維成型或拉伸過（guò）程中（zhōng）已經形成的不完善結構，而不是che底破壞（huài）和重建。這些（xiē）結構上的變化,有三方麵:

(1)提高（gāo）纖維的形狀穩定性(尺寸穩定性)，形狀穩定性可（kě）用纖維（wéi）在沸水中的剩餘收縮率來衡量（liàng）。

(2)進一步（bù）改（gǎi）善纖維的物理——機械（xiè）性能，如打結（jié）強度、耐磨性（xìng）以及固定卷曲（qǔ）度(對短纖維)或固定撚度(對（duì）長絲)。

(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（huò）借以製取高收縮性和（hé）高蓬鬆性的纖維，賦予纖維及其紡織（zhī）製品以波（bō）紋（wén）、皺紕或高回彈性（xìng）等效果。

四、熱定（dìng）型的方式：

熱定型可在張力作用下進行,也可在無張力作（zuò）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（suō）。根據熱（rè）定型時纖維的收縮狀態（tài）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（dìng）長熱定型：熱定型時纖（xiān）維既不收縮，也不伸長。

以上兩種（zhǒng）方式統稱為無收縮熱（rè）定型,或稱緊張熱定型。

(3) 部分收縮熱定型（xíng）：或稱控製收（shōu）縮熱定型。

(4) 自由收縮（suō）熱定型：或稱鬆弛熱（rè）定型。

如按熱定型介質或（huò）加熱方式來區分，則（zé）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（de）或永jiu的，通常把它們叫做暫定或永定。在使用中，稍經熱、濕和機械作用，定型效果（guǒ）就會消失的稱為暫定。工業生（shēng）產（chǎn）中對（duì）紡織材料施加的定型處理，大多是永jiu性的定型，這裏所（suǒ）引起的纖維和織物結構（gòu）的（de）變化是（shì）不可（kě）逆的。有些定型（xíng）效果介於上述兩者之間，叫做（zuò）半永定。暫定、半永定和永定可能同時發（fā）生，例如纖維織（zhī）物的熨燙就是（shì）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，也會因拉（lā）伸條件不同或對最終產（chǎn）品性能要求不同而有明顯差別。