一、热定形机理

合成纤维织物经过热定形后，尺寸和形态的稳定性获得提高，其原因和纤维的超分子结构的变化密切相关。

在玻璃化温度（Tg）以下，纤维无定形区大分子链中的原子或原子团只能在平衡位置上发生振动，分子间作用力不被拆散，链段也不能运动。当温度高于玻璃化温度时，分子链段热运动加剧，分子间作用力被破坏，这时若对纤维施加一定的张力，分子链段便可按外力的作用方向进行蠕动而重排，相邻分子链段间在新的位置上重新建立起分子间作用力，冷却后，这种新的状态便被固定下来，这样就使纤维产生了在这一温度条件下的定形作用。

合成纤维的热定形效果还与纤维结晶区的含量、晶粒大小和晶体完整性等变化有关。热定形温度实际上是介于纤维的玻璃化温度和熔点（Tm）之间的。虽然热定形温度低于纤维的熔点，但仍可能使分子中的结晶区、晶粒和晶体发生变化。这是因为通常所说的熔点是指纤维中尺寸比较大而完整的晶粒熔化所需的温度，而实际上涤纶等合成纤维的结晶区是由大小和完整性各不相同的晶粒组成的。大小和完整性不同的晶粒有各自不同的熔点，部分尺寸较小、完整性较差的晶粒，其熔点低于纤维熔点，因而这些小或有缺陷的品粒会在定形温度下发生熔化，并使得比较完整而又较大的结晶变得更完整或更大，从而纤维的结晶度得到提高（图4-13）。这样使晶粒的大小及完整性的分布达到了一个新的状态，纤维的热稳定性得以显著提高。经过一定温度（T）定形后的纤维，在松弛状态下假如再经过T及低于T的温度热处理，由于纤维中已没有能够熔化的较小尺寸的结晶，所以原定形效果并不改变，即获得了稳定的形态。如果要破坏这个状态，必须进一步提高温度，才能使纤维分子中的结晶区大小及完整性的分布发生新的变化，而纤维也在新的条件下获得更高的尺寸热稳定性。

图4-13　涤纶长丝结晶度与定形

温度的关系

定形时间：30s

〇—松弛●—定长

由于合成纤维热定形后其超分子结构发生了变化，结晶度和取向度有所提高，因此热定形后的纤维断裂强度增加，纤维对染料的吸附性能变化很大。变化规律随热定形温度和张力的不同而异，总趋势是热定形温度越高，吸附能力下降越大。但染料性质不同，纤维吸附性能的变化不一样。