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、热定形的方法
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,热定形的过程可表示为:
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、热定形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。
腈纶的定形机理不同于涤纶
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。