第五章 热定型
高分子化学期末重点名词解释
高分子期末重点名词解释第四章逐步聚合反响缩聚反响〔线型缩聚和体型缩聚〕：缩聚反响定义：含有两个〔或两个以上〕官能团的低分子化合物，在官能团之间发生缩合反响，在缩去小分子的同时能生成高聚物的逐步聚合反响。
线型缩聚：单体都只带两个官能团，聚合过程，分子链在两个方向增长。
获得可溶可熔的线形聚合物〔热塑性聚合物〕。
体型〔支化、交联〕缩聚反响：单体至少有一个含有两个以上官能团，反响过程中，分子链从多个方向增长。
获得不溶不熔的交联〔体形〕聚合物〔热固性聚合物〕。
反响程度：参加反响官能团数占起始官能团数的分率。
平均官能度：两种或两种以上单体参加的缩聚反响中，在到达凝胶点以前的线型反响阶段，反响体系中实际能够参加反响的各种官能团〔有效官能团〕总物质的量与单体总物质的量之比。
凝胶点：体型缩聚反响当反响程度到达某一数值时，反响体系的粘度会突然增加，突然转变成不溶、不熔、具有交联网状结构的弹性凝胶的过程。
此时的反响程度被称作凝胶点。
热塑性聚合物：非交联型的，加热时会变软或流动。
加工过程不发生化学变化，可进行再加工。
热固性聚合物：交联型的，加热时不会流动。
聚合反响的完成和交联反响是在加工过程中进行的，成型后不能再次加工。
1)熔融缩聚：在单体和聚合物的熔融温度以上将它们加热熔融，然后在熔融态进行的缩聚方法。
溶液聚合：单体加适当催化剂在溶剂中进行的缩聚反响。
固相缩聚：在单体及聚合物熔点一下的惰性气体或高真空下加热缩聚的方法。
界面缩聚：在多相〔一般为两相〕体系中，在相界面处进行的缩聚反响。
第五章聚合物的化学反响聚合物的相似转变：反响仅发生在聚合物分子的侧基上，即侧基由一种基团转变为另一种基团，并不会引起聚合度的明显转变。
邻近基团效应：分为以下两种位阻效应：由于新生成的功能基的立体阻碍，导致其邻近功能基难以继续参加反响。
静电效应：邻近基团的静电效应可降低或提高功能基的反响活性。
概率效应〔功能基孤立化效应〕：当高分子链上的相邻功能基成对参与反响时，由于成对基团反响存在概率效应，即反响过程中间或会产生孤立的单个功能基，由于功能基难以继续反响，因而不能100%转化，只能到达有限的反响程度。
学习“热定型”相关知识全整理
学习“热定型”相关知识全整理在纺织品染整加工过程中，织物要受到(包括物理机械的、化学的)多种复合作用。
使得产品在外部形态及结构尺寸上有所变化，有的甚至失去了织物所应具备的形态、外观和风格，严重影响了服用性能。
因此确保织物的外部形态和尺寸的稳定性是衡量产品质量的一个重要标准。
热定型热定型是指将织物在适当的张力下保持一定尺寸，并且在一定温度下加热一定时间，然后迅速冷却的加工过程。
热定型可消除织物上已有的褶痕，提高织物的尺寸稳定性，使其不易产生难以除去的折痕，并能改善织物的起毛起球性和表面平整性，对织物的强力、手感和染色性能也有一定的影响。
整个热定型过程，可以划分为四个阶段：① 加热阶段：干态或湿态织物进入热定型机中，织物表面加热到定型温度。
② 热平衡阶段：热能透入纤维中，使纤维表面和内部到达同样的定型温度。
③ 转变及分子调整阶段：纤维处在应力作用下，当定型温度到达以后，纤维结构中的较弱次价交键即被破坏，纤维分子链重新取向排列。
④ 冷却阶段：织物离开拉幅定型机前进行快速冷却，于是织物的形状就按照纤维分子新的排列状态固定下来。
热定型机理合成纤维都具有热塑性，但在玻璃化温度以下时，纤维大分子链处于冻结状态，受力作用时，只能发生普弹变形。
当温度大于玻璃化温度时，分子链段开始活动，纤维处于高弹态，受力作用时，发生高弹形变。
由于合成纤维既有晶区又有非晶区，所以只有在温度大于熔点又大于粘流温度时，纤维大分子链才处于粘流态，可产生塑性形变，否则仍处于高弹态。
当合成纤维处于高弹态时，对纤维施加张力，是分子链段沿外力的作用方向进行蠕动重排，并在新的位置上建立起新的分子间作用力，保持张力并冷却，新的状态得以固定，从而达到定型的目的。
热定型工艺织物进行热定型加工时，通常是在干态下施与织物一定张力，保持一定尺寸，于高温环境中处理一定时间来完成的。
为了加强定型作用及效果，降低定型温度，也可以水作为增塑剂，在织物含水的情况下或在水中进行热处理，因此热定型工艺按是否含增塑剂水可分为干热定型和湿热定型两大基本工艺。
第五章 纺织热定型
2、
热定型工艺条件分析
一、热定型温度 定型温度是影响响热定型质量的主要因素。因为热 定型温度对织物的尺寸热稳定性、表面平整度及织物的 染色性等都有较大的影响。
1、温度对织物尺寸热稳定性的影响
织物的尺寸热稳定性一般用自由收缩率来表示即织 物在规定温度下，松驰处理一定时间后的经、纬向收缩 百分率。 自由收缩率越小，则表明织物尺寸热稳定性越高。
§2
热定型机理
合成纤维织物经过热定型后，其尺寸稳定性得到了提高，虽与
纱线及织物的组织结构有关，但本质上还是取决于纤维的性能。因 此首先来探讨纤维定型的一般概念。
1、纤维定型的定义
定型的定义： 使纤维发生应力松驰现象，并发生某种稳定形态的加工过程。 一般认为：定型过程分两步进行即 ①纤维的部分大分子链段间的作用力迅速遭到破坏； ②大分子在新的位子重新建立新的分子间力，并被固定下来； 合成纤维的热定型都属于上述的两部定型。要想达到预期的 定型效果，除施以张力外，热定型温度必须在Tｇ以上，软化点温 度以下。在定型过程中由于纤维的分子链段进行了重排，因此纤 维的微结构也发生了相应的变化。
锦纶
从图中可知：定型温度越高，织物的尺寸热稳定性越高。如 未定型的织物： 面积收缩率为18.2%； 1800C定型织物：面积收缩率为4%； 2100C定型织物：面积收缩率为1%；
特别注意点： 除了定型温度外，热熔染色温度对织物的尺寸热稳 定性以及涤纶的临界溶解时间（CDT）都有影响。 CDT：指在规定温度下，涤纶圈形试样从开始接 触苯酚直完全溶解所需的时间（S）。CDT值越大，表 示涤纶所经受的热处理条件越剧烈。
三、张力
经向张力由超喂装置、纬向张力由控制门幅来实现。 1、张力对涤／棉织物性能的影响
四、溶胀剂
第五章热定型
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§ 5-3 热定形机理
4.热定形的三步基本过程 第一步是大分子链段间的作用力(包括键)迅
速被减弱或拆散，内应力发生松弛；
第二步是大分子在新的位置上迅速重建新的 分子间键和再结晶；
第三步是将大分子的新键以及新位置固定下 来。
(二)纤维微结构的变化 [习题5-6涤纶热定形的机理]（书P159-160） 1.结晶度提高 涤、锦纶的结晶度随热定形温度升高而提高，
结果使纤维的热定形稳定性得到提高。
图5-8、图5-9 、图5-10
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§ 5-3 热定形机理
2.晶粒尺寸增大、晶区完整性改善
热定形时,涤纶中微晶尺寸都随定形温度提高而增大， 微晶尺寸增大，使纤维中晶区缺陷减少，晶区完整性 得到改善。
上针位置1cm以内。（以里排为准，超过降 等）。
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§5-2 织物热定形的工艺和设备
针距4～8mm,针向内倾8°或10～15°,以防止 织物被冲击而脱针,针表面光洁,针夹锐利， 不能有毛刺。针是采用长短针结合,短平针无 针尖，起托布作用。 短平针可以防止织物与针铗底板接触,降低温 度差，缩小热定形不均匀程度。
54热定形工艺条件分析201282051三热定形温度对织物的吸湿和染色性能的影热定形时的温度对织物吸湿和染色性能的影响较为复杂由于水分子和染料一般只能渗透到纤维的非晶区所以吸湿和染色性能主要取决于纤维的结晶度晶粒尺寸和微孔结构等对不同类型的纤维热定形温度对吸附性能的影响也不相同
第五章 热定形
§5-1引言 §5-2 织物热定形的工艺和设备 §5-3 热定形机理 §5-4 热定形工艺条件分析
热定型机安全操作规程范本
热定型机安全操作规程范本第一章总则第一条为确保热定型机的安全使用和维护，规范热定型机的操作行为，保护操作人员的安全和设备的正常运行，特制定本安全操作规程。
第二条热定型机包括但不限于板式热定型机和轮胎热定型机。
第三条所有操作人员必须严格遵守本规程，严禁违反操作规程和擅自改变操作流程。
第四条各单位必须建立热定型机操作人员的岗前、在职和定期培训制度，确保操作人员掌握热定型机的正确操作方法。
第二章操作人员的基本要求第五条操作人员必须具备以下基本要求：1.年满18周岁，身体健康，无传染性疾病；2.通过热定型机操作岗前培训并获得合格证书；3.熟悉热定型机的结构、工作原理、操作流程和安全知识；4.具备安全操作意识，能正确判断和处理突发情况；5.遵循操作规程，严守纪律，严禁饮酒、吸烟、嚼食榖物等妨碍操作的行为；6.穿戴规范的防护服装、眼镜、手套等个人防护装备。
第六条操作人员应该经常进行健康检查，确保身体健康，不得患有心脏病、高血压、癫痫病等影响操作安全的疾病。
第七条操作人员工作期间不得带有金属饰品，如项链、手镯等，以防止金属物品进入热定型机造成事故。
第三章热定型机的安全操作第八条操作人员在操作热定型机前应仔细检查设备的各项控制系统、传动装置、冷却系统、电源线路等是否正常运行和连接牢固。
第九条操作人员应事先做好操作前的准备工作，如调整热定温度、设定加热时间、检查模具是否安装正确等。
第十条操作人员在启动热定型机前应先确保周围无人和杂物，保持热定机周围通风良好，并将所有控制按钮处于关闭位置。
第十一条操作人员应严格按照操作手册上的要求进行操作，不得擅自调整工作参数和模具制造。
如发现操作手册中操作步骤与实际不符，应立即上报维修部门进行修正或更换操作手册。
第十二条操作人员在操作过程中要保持警觉，注意观察设备运行状态，如发现异常情况应立即停机，并报告维修部门。
第十三条操作人员应严禁将手放入热定机内，以免被热模具烫伤。
第十四条操作人员在操作结束后，应立即关闭热定型机并将电源断开，清理和整理好工作区域，妥善保管好工作记录和操作手册。
第五章、定捻和卷纬
纬纱准备（9）
三、卷纬（Pirn Winding）
1、纬纱的加工路线
1）有梭织机
直接纬纱（Direct Weft)：在细纱机上直接用纬纱管卷绕出
的纬纱(纡管)。
间接纬纱（Indirect Weft）：纱线经过络筒和卷纬加工，卷
绕成纡子。纱线质量高，卷绕密度大，织机效率高。
2）无梭织机
纬纱由大卷装的筒子供应。
卷绕密度－容纱量：适当增）
（3）纡子卷绕张力均匀合理
卷绕张力与筒子退解张力、卷纬纱线张力有关。 张力器控制－张力适当、均匀－保证容纱量， 不损伤纱线物理机械性能。
纬纱准备（17）
4、卷纬机械
卧锭式（G191型半自动卷纬机），竖锭式（ZG193卷纬机）
恢复－退捻和卷缩。
2. 经纱卷缩几率很小－加工过程中时刻保持较大张力 3. 纬纱容易产生纬缩、脱纬、起圈等现象。
2、目的：稳定纱线捻度，减少织造过程中的纬缩、 脱纬和起圈现象。
纬纱准备（3）
3、定捻方法
自然定捻
原理：纺织纤维具有流变特性，管纱放置过程中纤 维内部大分子相互滑移错位，自动皱曲－纤维内应 力逐渐减小，呈现松弛现象；同时，纤维之间相互 滑移错位，纱线内应力局部消除－纤维变形形态、 纱线结构稳定－捻度稳定。 影响纱线松弛过程的因素：时间、温度、湿度。
喷雾法（Dewing）：
-
棉纱：纬纱室相对湿度保持在80-85％，纱线存放12-24h后使用。 丝织：给湿间进行，相对湿度90-95％，存放2-3天。 纬纱装入竹篓或钢丝篓，浸泡于35-37oC水中40-60s，取出后在纬 纱室放置4-5h。 毛刷式给湿机（Brush-dewing Machine）：毛刷将溶有浸透剂的溶 液喷洒到纬纱上。 喷嘴式给湿机（Jet-dewing Machine）：喷嘴完成喷洒给湿工作， 给湿均匀，占地面积小。
染整工艺原理上课件第五章 热定型
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热定形：利用合成纤维的热塑性，将织 物保持一定的尺寸和形态，加热至所需 温度，使纤维分子链运动加剧，纤维中 应力降低，结晶度和晶区有所增大，非 晶区趋向集中，纤维结构进一步完整， 使纤维及其织物的尺寸热稳定性获得提 高
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定形分类：
• 暂时定形：如织物日常使用中，受外在 因素临时定型如褶皱等现象，经湿、热、 机械力作用下，很容易恢复到初始状态， 称暂时定形。 • 耐久定形（永久形变）：令纤维或织物 结构发生变化，不能恢复到初始状态。
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3、加热方式： 直接加热：热空气 间接加热： •道生油作为载热体将空气加热—油锅炉 •电加热（电老虎） •蒸汽加热（100℃以下）
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4、冷却方式： • 吹冷风 • 使织物通过冷却辊 要求落布温度在50℃以下 若在无张力高温条件下 , 在布箱中形成 折叠印,很难去除;还会发生收缩.
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•进一步结晶：使得涤纶的结晶度和结晶的 完整度提高。结晶化过程使得涤纶内的能 量大大降低，整个体系处于新的能量低状 态。此时迅速冷却，受热后发生变化的纤 维微结构便被固定下来。
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纤维微结构的变化 1.结晶度提高
涤、锦纶的结晶度随热定形温度升高而提高， 结果使纤维的热定形稳定性得到提高。
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2 ）半制品定形（碱减量前定形和染色或印花 前热定形） 经编织物、涤纶仿真丝织物、长丝机织物和涤 ／棉织物等 特点:去除练漂前道工序所造成的折皱印痕 ,以
利匀染 , 但要求定形温度均匀 , 针板处温度低 ,
影响布边染色性 , 结果造成深边或浅边的染斑。
热定型工艺原理
3．取向度的变化
图6-4 涤纶双折射与热定型温度的关系(定型1min) FA-松弛热定型 TA-紧张热定型
4．纤维的长周期和链折叠
纤维的长周期(所谓长周期是指拉伸纤维形成的微 纤结构中晶区与非晶区平均尺寸之和)随着热定型温度 的升高而增大。长周期增大表明晶区厚度增加，小角 散射峰强度也随定型温度而明显增强，小角散射峰强 度的增加，反映晶区与非晶区电子密度差增大，亦间 接反映折叠链的数日增加。
• 以上两种方式统称为无收缩热定型，或紧 张热定型。
• (3)部分收缩热定型，或称控制收缩热定型； • (4)自由收缩热定型，或称松弛热定型。
• 按热定型介质或加热方式来区分，则有以 下几种方式：
• (1)干热空气定型； • (2)接触加热定型； • (3)水蒸气湿热定型； • (4)浴液(水、甘油等)定型等；
• 由于纤维晶区的结构远比非晶区牢固， 要改造晶区的结构，必须采用远高于玻璃 化转变的温度。
二、热定型的目的和作用
• (1)提高纤维的形状稳定性(尺寸稳字性)，这是 定型的原来意义。形状稳定性可用纤维在沸水中 的剩余收缩率来衡量。剩余收缩率越小，表示纤 维在加工和服用过程中遇到湿热处理(如染色或洗 涤)时，尺寸越不易变动。
第二节 热定型温度的选择
• 热定型工艺中所采用的温度是在玻璃化 转变温度与熔点之间适当选择的，对于每 一种纤维都有一个最合适的热定型温度范 围。一般热定型温度应高于纤维或其织物 的最高使用温度，以保证在使用条件下的 稳定性。
表6-2几种合成纤维的热定型条件对纤维剩余收缩Δεr的影响
纤维 未定型 在水中定型
5一吸湿率 6一对活性介质作用的稳定性
1．热定型温度 对纤维应力-应变 行为的影响
图6-6 涤纶纤维屈服应力与热定型温度的关系(定型1min) FA-松弛热定型 TA-紧张热定型
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0－20%，其超喂装置结构
示意图如右图所示：
2、针铗链扩幅装置是
是由两条环状针铗链刺住布边而逐渐进行扩幅。 3、热烘房 织物上了针铗后，紧接着进入热烘房内加热，并在指定的温 度下处理一定时间，来达到热定型的目的。其结构示意图如下所 示：
二、湿热定型 一般情况下，锦纶织物多采用湿热定型，其定型效果较好如手 感柔软、丰满。某些聚酯变形纱织物也采用湿热定型。 水浴定型：
热定型过程中所需时间大约可分为四个部分即 1）加热时间 将织物表面加热到定型温度所需时间； 2）热渗透时间 织物内外各部分的纤维具有相同的温度所需时 间，一般为2－15秒； 3）分子调整时间 纤维内的大分子按热定型条件进行调整重排 所需时间，大约1－2秒； 4 ）冷却时间 行 冷却所需时间； 通常所指的热定型时间是前三项之和，大约15－30秒。 织物出烘房后，使织物的形态、尺寸固定下来进
涤
纶： 从右图中可知：热定型
温度越高，织物在指定温 度下的收缩率越低，尺寸 热稳定性越好。如未定型 和120、170、2200C定型的 织物，在1750C下的自由收 缩率分别为：15%、10%、 5.5%、1%。
从右图中可知：
在相同的定型温度下，自 由收缩温度越高，收缩率 越大，织物尺寸热稳定性越 差。如：①若要织物在1500C 下具有良好的尺寸稳定性， 定型温度必须高于1800C； ②若需要织物在1750C下 具有良好的尺寸稳定性， 定型温度必须高于2000C； 一般规律：对涤纶而言热定型 度高出自由收缩温度30－400C， 织物才具有良好的尺寸稳定性。
2、
热定型工艺条件分析
一、热定型温度 定型温度是影响响热定型质量的主要因素。因为热 定型温度对织物的尺寸热稳定性、表面平整度及织物的 染色性等都有较大的影响。
1、温度对织物尺寸热稳定性的影响
织物的尺寸热稳定性一般用自由收缩率来表示即织 物在规定温度下，松驰处理一定时间后的经、纬向收缩 百分率。 自由收缩率越小，则表明织物尺寸热稳定性越高。
锦纶
从图中可知：定型温度越高，织物的尺寸热稳定性越高。如 未定型的织物： 面积收缩率为18.2%； 1800C定型织物：面积收缩率为4%； 2100C定型织物：面积收缩率为1%；
特别注意点： 除了定型温度外，热熔染色温度对织物的尺寸热稳 定性以及涤纶的临界溶解时间（CDT）都有影响。 CDT：指在规定温度下，涤纶圈形试样从开始接 触苯酚直完全溶解所需的时间（S）。CDT值越大， 表示涤纶所经受的热处理条件越剧烈。
§2
织物热定型工艺概况
在热定型过程中，根据织物是否带有溶胀剂或者是在具有溶胀
剂的介质中经受热处理，可分为湿热定型和干热定型两种。湿热
定型所使用的溶胀剂通常为水。 湿热定型：
聚酰胺纤维、聚丙烯睛纤维及其混纺织物；
干热定型： 涤纶及其混纺织物；
对于同一品种的合纤织物来说，要达到同样的定型效果，湿
定型工艺所需要的温度比干热定型所需要的温度要低。
将织物在沸水中处理0.5－2小时，其定型效果较差；
汽蒸定型：
将织物卷绕在多孔的可抽真空的辊上，放入汽蒸中进行处理。
温度：125－1350C，时间：20－30分钟，可获得较好的定型效果。
三、热定型工序安排
1、坯布定型 优点：坯布定型后使织物处于比较稳定的状态，因此在以后的 加工过程中不会发生严重的变形； 缺点：坯布定型后会使织物上的浆料、油污等固着而变得难以 去除； 2、染前定型（最常用的定型工艺） 优点：①可以消除织物在织造及练漂加工过程中造成的折皱；
②能提高热熔染色品种的尺寸稳定性以及半成品的的表 面平整度；
缺点：半制品约有泛黄现象；
3、染后定型： 优点：可以消除前处理及染色过程中产生的折皱； 缺点：①要求定型前各道工序尽是少产生折皱，以免经热熔染 色后将折皱稳定下来，在定型过程中难以去除； ②要求染色用的染料升华牢度要高，在高温下不变色；
§2
热定型机理
合成纤维织物经过热定型后，其尺寸稳定性得到了提高，虽与
纱线及织物的组织结构有关，但本质上还是取决于纤维的性能。因 此首先来探讨纤维定型的一般概念。
1、纤维定型的定义
定型的定义： 使纤维发生应力松驰现象，并发生某种稳定形态的加工过程。 一般认为：定型过程分两步进行即 ①纤维的部分大分子链段间的作用力迅速遭到破坏； ②大分子在新的位子重新建立新的分子间力，并被固定下来； 合成纤维的热定型都属于上述的两部定型。要想达到预期的 定型效果，除施以张力外，热定型温度必须在 T ｇ 以上，软化点 温度以下。在定型过程中由于纤维的分子链段进行了重排，因此 纤维的微结构也发生了相应的变化。
2、热定型温度对织物防皱性能的影响
一般规律： 经过热定型的织物， 随着热定型温度的提高， 皱痕变得少而淡，经过 熨Fra bibliotek后也易消除。织物
的防皱性能通常用折皱
回复角来表示： 回复角＝经向回复角＋纬向回复角。 锦纶织物的防皱性能 与定型温度的关系如下所示：
3、热定型温度对染色性能的影响
二、 热定型时间
三、张力
经向张力由超喂装置、纬向张力由控制门幅来实现。 1、张力对涤／棉织物性能的影响
四、溶胀剂
织物进行热定型时， 是否带有溶胀剂对定型效 果影响较大，通常所使用 的溶胀剂为水和水蒸汽。
作
业
题
1、什么叫热定型？用怎样的方法来判断织物是否经过 了热定型？ 2、在热定型过程中，织物经纬向张力是如何来控制的？
一、干热定型设备和工艺
干热定型工艺主要用于涤纶及其混纺织物的热定型，目前我国 用的最多的是M－751型系列的定型机。其结构示意图如下所示：
1、超喂装置 超速喂布是针铗式热
定型机的特点。超速喂布
可以降低织物径向张力， 有利于扩幅；同时又使织
物 径向收到一定的回缩
效果。M－751型系列热定 型机设计的超喂范围为：