熱定形的原理、溫度、效果及影響因素

１．熱定形的基本概念　
定形是指使纖維、紗、織物達到一定的（所需的）宏觀形態（狀），再盡可能地切斷大分子間的聯結，使大分子應力松弛，然后在新的平衡位置上重新建立盡可能多的分子之間聯結點的處理過程。熱定形則是指在熱的作用下（以加熱、冷卻的手段進行大分子之間聯系的切斷、應力松弛和重組）進行的定形，在熱定形機理上它既有玻璃化溫度的“凍結”定形（如合成纖維定形），也有纖維內部結構變化的結構定形（如毛纖維定形）。
! z+ ]8 f9 J/ l, b# p4 h/ _熱定形的目的是為了消除纖維材料在加工中所產生的內應力，使其在以后的使用過程中具有良好的尺寸穩定性、形態保持性、彈性、手感等。生活中衣物的熨燙，生產中彈力絲的加工、蒸紗，毛織物的煮呢、電壓、蒸呢及其他整理工藝都是在運用熱定形或濕熱定形。
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２．熱定形的效果　
熱定形的效果從時效和內部結構的穩定機理來看可以分為：暫時定形與永久定形。暫時定形的穩定時間短、抗外界干擾能力差，這是由于定形時沒有充分消除纖維內部的內應力，只是利用玻璃態下鏈段的“凍結”來維持外觀形狀；而永久定形時不但使內應力充分松弛，而且使纖維內部形成了新的分子間的穩定結合，所以永久定形的纖維材料，其形態維持能力很強。如果要破壞定形效果，只有外界條件超過定形條件才能實現。評定熱定形效果的好壞可以用汽蒸或熨燙收縮率，其收縮率越大，定形效果就越差。水分子進入纖維中，不僅可以降低玻璃化轉變溫度，而且還可以拆開纖維間氫鍵、鹽式鍵聯結，對某些纖維（特別是有鹽式鍵和二硫鍵的毛纖維）的定形有促進作用，故又稱為濕熱定形。
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３．熱定形溫度　
, z6 {  K  g4 U. N* W  H' U6 p纖維的熱定形溫度必須高于玻璃化轉變溫度，但不得高于黏流轉變溫度。溫度太低，大分子運動困難，內應力難以完全消除，達不到熱定形的效果；溫度太高，會使纖維材料產生破壞，纖維顏色變黃，手感發硬，甚至熔融黏結。適當降低定形溫度，不但可以減少染料升華，而且會使織物手感優良，如毛纖維、蠶絲纖維定形溫度過高，會導致纖維強力下降、手感發硬、出現極光；變形絲緊張定形溫度過高，會使其彈性下降，失去蓬松彈力感；合成纖維定形溫度過高，則可能出現布面極光、甚至熔粘。幾種纖維織物的比較合適的熱定形溫度見表。

幾種纖維的熱定形溫度（℃）

纖維	熱水定形	蒸汽定形	干熱定形
滌綸	１２０～１３０	１２０～１３０	１９０～２１０
錦綸６	１００～１１０	１１０～１２０	１６０～１８０
錦綸６６	１００～１２０	１１０～１２０	１７０～１９０
丙綸	１００～１２０	１２０～１３０	１３０～１４０
綿羊毛	８５～９５	１１０～１３０	１２５～１５０
山羊絨	８５～９５	１０５～１２５	１１０～１３０
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４．影響熱定形效果的因素　
完成熱定形并達到好的定形效果并不只需要熱能，除溫度是非常重要的因素外，其他因素也不能忽略。
. v0 v! v2 n+ |9 l$ Q（１）定形時間：大分子間的聯結只能逐步拆開，達到比較完全的應力松弛需要時間。重建分子間的聯結也需要時間。在一定范圍內，溫度較高時，熱定形時間可以縮短；溫度較低時，熱定形時間較長。時間不足會導致內應力松弛不完全或結構不穩定（分子間聯結不良），達不到應有的定形效果，織物的形態維持能力比較差。
（２）定形張力（負荷）：在張力為“零”時進行的熱定形稱之為松弛定形，在有張力或負荷的條件下進行熱定形稱為緊張（張力）熱定形。張力的大小與織物的性能要求和風格特點有關，張力大時布面容易舒展平整，但手感通常偏板硬，如滑爽挺括薄型面料的定形；反之，張力小時織物布面較易顯現凹凸起伏，手感偏軟糯，如蓬松豐滿織物的定形。
（３）定形介質：最常見的定形介質是水或濕汽，水可以有效地降低纖維材料的玻璃化轉變溫度，并能拆開氫鍵、鹽式鍵、二硫鍵等，所以吸濕性越強的纖維Ｔｇ下降幅度越大。采用合適的化學藥劑會比水更有效地拆解大分子之間的作用力，降低熱定形溫度，既達到定形目的，又把對纖維的損傷降到最低。當然有些纖維的熱定形離開定形介質就無法獲得永久定形效果，如毛纖維用干熱定形無法拆解胱氨酸二硫鍵，只能獲得暫時定形，但其在濕熱條件下就可以獲得較好的定形效果。若采用適當的定形介質（整理劑）就可以獲得很好的定形效果，如綿羊毛拉細纖維和絲光纖維的加工需要嚴格的定形介質和溫濕度條件。