1、含氨纶纺织品的热定形

含氨纶纺织品在高温下通过控制张力，不仅可以改变织物的尺寸，而且可以消除内应力，使尺寸稳定达到定形的目的。各种氨纶或含氨纶纺织品都需要热定形，从而调节包括纺织品弹性、模量、织物宽度、密度、形状、长度和纤维线密度等特性。

1．1热定形的机理

氨纶和其它热塑性合成纤维一样，在热定形过程中，纤维分子链间作用力将发生拆散和重建。由于其分子链是由软硬两段构成的“区段”结构，在定形过程中，由于温度和应力不同，将发生不同区域的链段取向、重排，直接影响它的伸长、收缩变形，也影响它的弹性、强力和染整加工性能。

在正常状态下，氨纶中的软链段呈无规则卷曲状态，是纤维的连续相，通常占总重量的65％~90％，它们在松弛的纤维中属非取向和非结晶状态；硬链段主要由氨酯脲构成，结构非常紧密，但它们之间存在较多的氢键，特别是由偶数碳原子的二胺作扩链剂的氨纶，理论上每一个二胺链段可生成4个氢键，所以硬链段还存在相互贯穿，两者间不存在明显的相界面。这种结构特征，造成氨纶在热定形时，纤维内部会发生复杂的变化，对温度和张力非常敏感。

当温度高于氨纶的玻璃化转变温度(聚醚型的约为-70~-50℃)时，软链段就可运动，并随着拉伸而伸长和取向。温度越高，张力越大，这个过程也越快。伸长的幅度决定于链段(聚醚或聚酯)的长度，当链伸展变直后，趋于平行，并发生结晶，此时纤维明显伸长和变细，刚性和强度增加。当撤去外力时，迅即发生回缩，软链段的结晶趋于消失，大分子链又重新变卷曲，但一般不会立即回到原来状态，需要一定时间才能完全恢复。当在温度和拉力都较低的变形过程中，硬链段未发生大的变化，软链段起初只是处在无序状态，只是在反复拉伸变形过程中，硬链段才逐渐承受负荷，并逐步取向。一般认为，大约从100％的伸长起(根据硬链段种类和链段长度而定)，就能发生氨酯脲键的重排。在温度高于100℃时，随着中氢键强化和硬链段在拉伸方向充分取向，这种重排被大大加快。也随着这种重排的加快，定形效果才逐渐表现出来。即软链段的伸长、平行排列和结晶不能产牛耐久的定形效果，只有硬链段的取向、排列才有定形效果。但是，只有当温度达到150~170℃以上时，中氢键才能被充分拆散，然后在新位置上重建，达到定形的目的。

当温度进一步提高时，硬链段的剧烈软化，并出现部分流动，致使所产生的伸长取向破坏，一些受负荷大的硬链段会从硬段区中熔出，这时纤维“模量”低，断裂伸长则高，发生变形，之后在新位置上重新建立结合点，降温后形态被稳定。

 含氨纶纺织品后道处理的探讨

热定形的条件随纤维类别、交织物的结构与组成、加热方式的不同而有所变化。通常前定形的目的主要是消除折皱印和稳定门幅，热定形温度应略低，机织物在180℃左右，如果进行一次定形，温度可略高些，在190℃左右。后定形的温度比前定形略高，蒸汽定形的温度最低，水蒸汽对氨纶还有一定的增塑作用，其温度为1 16℃左右。高温水蒸汽对氨纶有损伤作用，不宜采用过热蒸汽定形。定形最高温度一般不超过195℃，定形时间随温度和定形加热方式而不同，通常热空气加热为20~90s，116℃蒸汽定形的时间较长，为5~40min。定形温度过高，时间过长，或多或少会引起聚合物降解。

对氨纶交织物来说，定形好坏在很大程度上决定于交织的其它纤维，同时因为其它纤维大多在纱线外层，含量也较高，所以定形条件视织物结构而异。如果是和热塑性的合成纤维织成交织物，例如锦纶／氨纶针织物，则可在1 80~210℃下短时间定形，可得到成形针织物，或得到防抽丝的长统袜。其它类别的含氨纶纺织品的定形条件也可调整。

1．2热定形对氨纶及其纺织品性能的影响

氯纶丝热处理之后，其断裂强力、伸长和定负荷伸长均有所下降，其中断裂伸长的下降幅度较小，断裂强力和定负荷伸长的下降幅度较大。温度低时定负荷伸长较大，温度高时定负荷伸长较小。热处理温度对氨纶丝的沸水收缩率，即尺寸稳定性有一定的影响。氨纶丝的牵伸倍数对氨纶丝的性能影响最大，尤其对氨纶丝的弹性、长度稳定性影响较大，在热处理时氨纶丝的牵伸倍数愈大，其弹性下降愈大，长度稳定性愈差。

无论是热定形还是其它高温处理，或多或少都会使氨纶的微结构发生变化，而微结构变化又会引起氨纶的性能变化，由此产生3种结果：1)减小氨纶的弹性；2)减小单位面积的氨纶含量；3)减小氨纶的总伸长。从织物来看，会使织物变稀变薄；从纱线来看，单位长度的氨纶含量减小，它的弹性会有所降低。

2、氨纶纺织品的染整加工

对弹性纺织品来说，加工时控制弹性和尺寸稳定性特别重要，也是最困难的因素之一。弹性和尺寸稳定性与许多工艺有关，相互又存在矛盾。

不同含氨纶纺织品有不同的染整加工方式和加工流程，所使用的设备也不同，但共同点是，它们都要经过松弛(收缩)、精练、热定形、染色或印花和后整理加工。

对经编和机织物来说，工艺流程主要有以下几种：

1)汽蒸松弛-热定形-精练-染色或印花-后整理-验布-成品；

2)水浴精练松弛-烘干-热定形-染色或印花-后整理-验布-成品；

3)溶剂精练松弛-热定形-染色或印花-后整理-验布-成品；

4)松弛-精练-染色或印花-热定形-后整理-验布-成品；

5)溶剂精练松弛-荧光增白或轧染-烘干或热定形-验布-成品。

具体的工艺还有多种，有的还要丝光和二次热定形。而松弛加工有以下4种方法：

1)汽蒸松弛：在连续汽蒸箱或热定形前的附加汽蒸箱中进行(1 O0℃)；

2)热水松弛：间歇或连续式，也可在精练、染色设备中松弛(60~90℃)；

3)溶剂松弛：在连续式溶剂处理设备中进行(和干洗、精练一起进行)；

4)干热松弛：在高温松弛状态进行(较少应用)。

一般推荐氨纶织物热定形温度为190℃左右，通常是在180~195℃下干热处理30~80 s。

正是由于控制弹性和尺寸稳定性特别重要，在氨纶制品的染整加工中应注意以下几方面问题。

1)氨纶的弹性变形中，有相当一部分是缓弹性变形，只有时间足够长才能完全回复。织造下机坯布随时间的延长，有一段时间内幅宽会越来越小，所以坯布下机后要存放足够时间后才能进入下道工序。

2)高温定形之后的弹性织物，由于氨纶特有的延时回缩，尺寸还会变小。为保证尺寸稳定和缩水合格，定形后采用松弛整理。

3)为使高温定形顺利进行，控制温度一定要准确、稳定，定形温度不能超过±2℃。

4)不能用含氯漂白剂，因氯化作用，纤维在损伤过程中会泛黄。

5)氨纶不耐高温或强碱作用，聚酯型中的酯基很易水解断裂，氨酯基也同样会遭到水解。因此，含氨纶的棉机织物丝光时要防止氨纶损伤，聚酯型的氨纶交织物不能进行丝光，聚醚型的氨纶交织物丝光时应控制烧碱浓度小宜过高(一般控制在l 80 g／L左右)，特别要注意的是去碱箱的温度，温度应低。丝光的车速也宜快，尽量减少氨纶损伤。

6)为了使最终成品织物达到所需的稳定尺寸(如门幅)，热定形后还何湿热处理工序，因此，热定形必须在前处理的湿加工之前进行。热定形工序设置的原则是：当下机(指织机)坯布门幅小于成品要求时，坯布可以进行热定形；若下机坯布门幅大于成品要求，可先进行湿热处理后再进行热定形，以控制织物的尺寸稳定。在给定的热定形温度和时间下，确定织物热定形的幅宽，热定形的幅宽超过成晶幅宽的10％~15％即可。热定形后，试样在沸水中处理5~10 min，并经松弛烘干。

7)由于在l00℃以上有水存在的条件下会损伤氨纶纤维，因此，过热蒸汽的湿热定形是不可取的。同理，含氨纶的合纤织物，也不宜采用常规的高温高压染色工艺。