热定形的原理、温度、效果及影响因素

１．热定形的基本概念　
定形是指使纤维、纱、织物达到一定的（所需的）宏观形态（状），再尽可能地切断大分子间的联结，使大分子应力松弛，然后在新的平衡位置上重新建立尽可能多的分子之间联结点的处理过程。热定形则是指在热的作用下（以加热、冷却的手段进行大分子之间联系的切断、应力松弛和重组）进行的定形，在热定形机理上它既有玻璃化温度的“冻结”定形（如合成纤维定形），也有纤维内部结构变化的结构定形（如毛纤维定形）。
; T$ ]0 V  w' B3 ?热定形的目的是为了消除纤维材料在加工中所产生的内应力，使其在以后的使用过程中具有良好的尺寸稳定性、形态保持性、弹性、手感等。生活中衣物的熨烫，生产中弹力丝的加工、蒸纱，毛织物的煮呢、电压、蒸呢及其他整理工艺都是在运用热定形或湿热定形。

２．热定形的效果　
热定形的效果从时效和内部结构的稳定机理来看可以分为：暂时定形与永久定形。暂时定形的稳定时间短、抗外界干扰能力差，这是由于定形时没有充分消除纤维内部的内应力，只是利用玻璃态下链段的“冻结”来维持外观形状；而永久定形时不但使内应力充分松弛，而且使纤维内部形成了新的分子间的稳定结合，所以永久定形的纤维材料，其形态维持能力很强。如果要破坏定形效果，只有外界条件超过定形条件才能实现。评定热定形效果的好坏可以用汽蒸或熨烫收缩率，其收缩率越大，定形效果就越差。水分子进入纤维中，不仅可以降低玻璃化转变温度，而且还可以拆开纤维间氢键、盐式键联结，对某些纤维（特别是有盐式键和二硫键的毛纤维）的定形有促进作用，故又称为湿热定形。
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３．热定形温度　
% ]# |% G! W2 n纤维的热定形温度必须高于玻璃化转变温度，但不得高于黏流转变温度。温度太低，大分子运动困难，内应力难以完全消除，达不到热定形的效果；温度太高，会使纤维材料产生破坏，纤维颜色变黄，手感发硬，甚至熔融黏结。适当降低定形温度，不但可以减少染料升华，而且会使织物手感优良，如毛纤维、蚕丝纤维定形温度过高，会导致纤维强力下降、手感发硬、出现极光；变形丝紧张定形温度过高，会使其弹性下降，失去蓬松弹力感；合成纤维定形温度过高，则可能出现布面极光、甚至熔粘。几种纤维织物的比较合适的热定形温度见表。

几种纤维的热定形温度（℃）

纤维	热水定形	蒸汽定形	干热定形
涤纶	１２０～１３０	１２０～１３０	１９０～２１０
锦纶６	１００～１１０	１１０～１２０	１６０～１８０
锦纶６６	１００～１２０	１１０～１２０	１７０～１９０
丙纶	１００～１２０	１２０～１３０	１３０～１４０
绵羊毛	８５～９５	１１０～１３０	１２５～１５０
山羊绒	８５～９５	１０５～１２５	１１０～１３０
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- X' p5 w; u4 N* H  X+ N5 X４．影响热定形效果的因素　
完成热定形并达到好的定形效果并不只需要热能，除温度是非常重要的因素外，其他因素也不能忽略。
（１）定形时间：大分子间的联结只能逐步拆开，达到比较完全的应力松弛需要时间。重建分子间的联结也需要时间。在一定范围内，温度较高时，热定形时间可以缩短；温度较低时，热定形时间较长。时间不足会导致内应力松弛不完全或结构不稳定（分子间联结不良），达不到应有的定形效果，织物的形态维持能力比较差。
& M' D% z! n3 s; n: I* h（２）定形张力（负荷）：在张力为“零”时进行的热定形称之为松弛定形，在有张力或负荷的条件下进行热定形称为紧张（张力）热定形。张力的大小与织物的性能要求和风格特点有关，张力大时布面容易舒展平整，但手感通常偏板硬，如滑爽挺括薄型面料的定形；反之，张力小时织物布面较易显现凹凸起伏，手感偏软糯，如蓬松丰满织物的定形。
（３）定形介质：最常见的定形介质是水或湿汽，水可以有效地降低纤维材料的玻璃化转变温度，并能拆开氢键、盐式键、二硫键等，所以吸湿性越强的纤维Ｔｇ下降幅度越大。采用合适的化学药剂会比水更有效地拆解大分子之间的作用力，降低热定形温度，既达到定形目的，又把对纤维的损伤降到最低。当然有些纤维的热定形离开定形介质就无法获得永久定形效果，如毛纤维用干热定形无法拆解胱氨酸二硫键，只能获得暂时定形，但其在湿热条件下就可以获得较好的定形效果。若采用适当的定形介质（整理剂）就可以获得很好的定形效果，如绵羊毛拉细纤维和丝光纤维的加工需要严格的定形介质和温湿度条件。