化纤的拉伸过程教材课件.ppt

1、 第九章第九章 化学纤维拉伸和热定型原理化学纤维拉伸和热定型原理9.1 9.1 化学纤维的拉伸原理化学纤维的拉伸原理9.2 9.2 化学纤维的热定型原理化学纤维的热定型原理9.1 化学纤维的拉伸原理化学纤维的拉伸原理w(1)、作用、作用 在拉伸过程中，纤维中的大分子链、链段或聚在拉伸过程中，纤维中的大分子链、链段或聚集态结构单元发生舒展，并沿纤维轴向排列取向。集态结构单元发生舒展，并沿纤维轴向排列取向。在取向的同时，通常伴随着相态的变化，以及其它在取向的同时，通常伴随着相态的变化，以及其它结构特征的变化。结构特征的变化。9.1.1 9.1.1 拉伸过程的作用与目的拉伸过程的作用与目的讨论：用蠕

2、变方程解释纤维在拉伸中的形变机理讨论：用蠕变方程解释纤维在拉伸中的形变机理 微观目的微观目的 纤维的取向度纤维的取向度n提高，同时伴随着密度提高，同时伴随着密度和结晶和结晶度度等结构特征的变化。等结构特征的变化。宏观目的宏观目的 纤维的断裂强度纤维的断裂强度提高，断裂伸长率提高，断裂伸长率下降，使物下降，使物理理-机械性能满足纺织加工的要求。机械性能满足纺织加工的要求。(2)、目的、目的室温拉伸：室温拉伸：适用于适用于Tg在室温附近的初生纤维。在室温附近的初生纤维。热拉伸热拉伸（用热盘、热板或热箱加热）：适用于用热盘、热板或热箱加热）：适用于Tg较高或拉伸应力较大的（长丝）纤维较高或拉伸应力较

3、大的（长丝）纤维(3).拉伸方法拉伸方法蒸汽浴拉伸蒸汽浴拉伸饱和蒸汽浴拉伸饱和蒸汽浴拉伸:适用于适用于Tg大、拉伸应力大、拉伸应力过热蒸汽浴拉伸过热蒸汽浴拉伸:大、拉伸倍数高的纤维大、拉伸倍数高的纤维湿拉伸湿拉伸液浴法：液浴法：适用于纤度较粗的短纤维适用于纤度较粗的短纤维喷淋法喷淋法:干拉伸干拉伸Drive roll Heater(Optional)Drawn yarn to bobbinUndrawn pretwisted yarnControl rollsSnubbing pinSkewed idler roll 1 2(2 1)Stretching Zone 9.1.2 9.1.2 拉伸

4、流变学拉伸流变学 1=e/E1 w是大分子主链的键角和键长受力后发生形变的反映是大分子主链的键角和键长受力后发生形变的反映.w与应力同相位，瞬间发生和瞬间回复合，与时间无关与应力同相位，瞬间发生和瞬间回复合，与时间无关.w普弹形变的弹性模量很大，形变值很小。普弹形变的弹性模量很大，形变值很小。eteeteEEt3/21321)1()(2)1()(2/22teeEt松弛时间松弛时间 U为摩尔高弹形变活化能；为摩尔高弹形变活化能；R为气体常数；为气体常数；T为绝对温为绝对温度度；Up表示由于增塑作用而引起的高弹形变活化能的表示由于增塑作用而引起的高弹形变活化能的下降；下降；ae表示由于张应力作用而

5、引起的高弹形变活化表示由于张应力作用而引起的高弹形变活化能的下降能的下降 高弹形变的发展与外力作用的时间高弹形变的发展与外力作用的时间t、增塑所引起、增塑所引起的活化能下降的活化能下降Up、纤维试样中的拉伸应力、纤维试样中的拉伸应力e以及形变以及形变时纤维的温度时纤维的温度T有关，其中有关，其中Up、e和和T都是通过都是通过2对的对的影响而使发生变化的影响而使发生变化的.RTaUUeePetEt/022exp1)(w te33（一）拉伸过程的运动学（一）拉伸过程的运动学1、拉伸线上的速度分布、拉伸线上的速度分布 （1）速度分布）速度分布 速度分布呈速度分布呈S形曲线。形曲线。9.1.3 9.1

6、.3 连续拉伸的运动学和动力学连续拉伸的运动学和动力学（2）速度梯度分布）速度梯度分布 速度梯度分布呈高速度梯度分布呈高斯正态分布曲线。斯正态分布曲线。2、拉伸线上区域的划分、拉伸线上区域的划分 与熔纺相类似，拉伸线也分为与熔纺相类似，拉伸线也分为3个区域。个区域。（1）第）第区（准备拉伸区、塑化区）区（准备拉伸区、塑化区）此区中此区中TTg 链段运动被冻结链段运动被冻结 高弹性变和塑性形高弹性变和塑性形变被冻结变被冻结 截面积截面积A恒定恒定 V(L)常数常数 dV(L)/dL0。随着温度升高和溶胀的进行，纤维将发生塑化，此区结随着温度升高和溶胀的进行，纤维将发生塑化，此区结束时链段将发生运

7、动。束时链段将发生运动。在熔纺中可能存在，而在湿纺纤维中可能短或根本没有，在熔纺中可能存在，而在湿纺纤维中可能短或根本没有，这是因为生产上要使温度高于玻璃化温度。这是因为生产上要使温度高于玻璃化温度。（2）第）第区（形变区，真正拉伸区）区（形变区，真正拉伸区）此区中此区中TTg 链段发生运动链段发生运动 当当y时产生塑性形时产生塑性形变变 纤维将逐渐细化纤维将逐渐细化 A V(L)逐渐增加逐渐增加 dV(L)/d L0。但速度梯度的分布不均匀，即加速度不均匀，即有但速度梯度的分布不均匀，即加速度不均匀，即有a区区d2V(L)/d L2 0和和b区区d2V(L)/d L20之分。之分。a、由于开

8、始时取向度由于开始时取向度n较小较小 形变量较大形变量较大 A的程度的程度增加增加 V(L)的程度增加的程度增加 d2V(L)/d L2 0 a区；区；b、随拉伸的进行随拉伸的进行 n A的程度减小的程度减小 V(L)的程的程度减小度减小 d2V(L)/d L20 b区；区；c、随拉伸的进一步进行随拉伸的进一步进行 n y y时时 拉不拉不动动 A恒定恒定 结束拉伸。结束拉伸。（3）第）第区（拉伸纤维松弛区）区（拉伸纤维松弛区）y时时 拉不动拉不动 A恒定恒定 V(L)V(R)dV(L)/dL0；但内应；但内应力在发生松弛。力在发生松弛。3、拉伸线上的特点、拉伸线上的特点（1）与熔纺一样）与熔

9、纺一样 与熔纺一样，存在一个拐点。与熔纺一样，存在一个拐点。（2）与熔纺不一样）与熔纺不一样 与熔纺不一样，此拐点可以移动。与熔纺不一样，此拐点可以移动。熔纺中，纺丝线上温度下降，拐点不会移动；而在拉熔纺中，纺丝线上温度下降，拐点不会移动；而在拉伸中除加热外，还有拉伸产生热效应，使温度升高，拐点伸中除加热外，还有拉伸产生热效应，使温度升高，拐点（拉伸点、拉伸区）会移动，故生产上要使拐点在中间。（拉伸点、拉伸区）会移动，故生产上要使拐点在中间。拉伸温度提高，拉伸温度提高，拐点移向拉伸起拐点移向拉伸起点线一方点线一方（二）连续拉伸的动力学1、拉伸线上的张力分布、拉伸线上的张力分布（1）Amonto

10、n定律定律 T2T1exp()（2）张力分布图）张力分布图 在生产上为多辊，则在生产上为多辊，则1+2+n，辊越多，辊越多，就会越大，则张力就会越大，则张力FR愈大。愈大。因此，随着辊增加，拉伸因此，随着辊增加，拉伸线上张力呈增加的分布。线上张力呈增加的分布。2、拉伸线上的应力分布、拉伸线上的应力分布（1）截面积不变时）截面积不变时 由于由于RFR/A，故拉伸应力分布同张力分布相对应。，故拉伸应力分布同张力分布相对应。（2）截面积变化时）截面积变化时 由于在前、后辊的拉伸机上张力一样，而截面积减小，由于在前、后辊的拉伸机上张力一样，而截面积减小，故拉伸应力增加。故拉伸应力增加。3、拉伸线上的拉

11、伸点、拉伸线上的拉伸点（1）拉伸点出现的条件）拉伸点出现的条件 温度温度T 屈服应力屈服应力Y 当当R Y 细颈细颈 有拉伸点。有拉伸点。（2）拉伸点固定的方法）拉伸点固定的方法 在生产上，使此点固定在第一出辊（或盘）不远的油（水）浴在生产上，使此点固定在第一出辊（或盘）不远的油（水）浴槽中。槽中。具体方法是：降低后几辊的温度具体方法是：降低后几辊的温度T Y，然后在介质中加，然后在介质中加热热 T Y RY时时 屈服屈服 拉伸点。拉伸点。总而言之，凡是影响屈服应力总而言之，凡是影响屈服应力Y的因素，均可固定拉伸点。的因素，均可固定拉伸点。4、拉伸张力的影响因素、拉伸张力的影响因素 主要有拉伸

12、条件和初生纤维的组成结构，影响拉伸张力。主要有拉伸条件和初生纤维的组成结构，影响拉伸张力。（1）拉伸温度）拉伸温度 拉伸温度拉伸温度T FR；（2）拉伸倍数）拉伸倍数 拉伸倍数拉伸倍数R FR；（3）拉伸速度）拉伸速度 拉伸速度拉伸速度vR FR（vR本身较小时）、本身较小时）、FR（vR本身较本身较 大时）；大时）；（4）分子量）分子量 分子量分子量M FR；（5）溶剂浓度）溶剂浓度 溶剂浓度溶剂浓度C FR。9.1.4 拉伸过程中应力应变性质的变化1、应变、应变（1）应变小时）应变小时 伸长率用拉伸后的伸长与原长之比表示。即有：伸长率用拉伸后的伸长与原长之比表示。即有：c(LL0)/L0

13、R1 （RL/L0=v2/v1）c：工程应变、柯西（：工程应变、柯西（Cachy）应变。）应变。（2）应变大时）应变大时 伸长率用瞬时伸长率之和表示。即有：伸长率用瞬时伸长率之和表示。即有：HL0L(dL/L)(L/L0)R(c+1)H：真应变、亨基（：真应变、亨基（Henky）应变。）应变。（一）概述（一）概述2、应力、应力（1）真实应力）真实应力 是指用试样的瞬时截面积计算的应力，有如下关系式：是指用试样的瞬时截面积计算的应力，有如下关系式：F/A（2）许用应力）许用应力 许用应力又叫工程应力，是指用试样的原始截面积计算许用应力又叫工程应力，是指用试样的原始截面积计算的应力。即有如下关系式

14、：的应力。即有如下关系式：a F/A0（3）相互关系）相互关系 在拉伸过程中，体积不变时。由于在拉伸过程中，体积不变时。由于R A0/A/a，故，故有：有：a/R/(1+c)/expH（二）应力（二）应力-应变曲线应变曲线 1、a型（上凸型）型（上凸型）（1）曲线）曲线（2）特点）特点 a、dE/dd/d(d/d)d2/d2 0，即模量越来越小，即模量越来越小，也就是说越拉越省力，经不起拉伸。也就是说越拉越省力，经不起拉伸。b、此种曲线出现细化点（屈服点），断裂为脆性断裂。此种曲线出现细化点（屈服点），断裂为脆性断裂。正常情况下，化纤中不会出现；正常情况下，化纤中不会出现；主要存在于金属和塑料

15、材主要存在于金属和塑料材料中。料中。c、此种曲线为不可拉性此种曲线为不可拉性。一拉就断，在化纤中应该避免。一拉就断，在化纤中应该避免。2、b型（下凹型）型（下凹型）（1）曲线）曲线（2）特点）特点 a、dE/dd/d(d/d)d2/d2 0，即模量越来越大，即模量越来越大，即越拉越费力，存在自增强作用。即越拉越费力，存在自增强作用。b、此种曲线不存在细化点（屈服点）。这是由于自增强此种曲线不存在细化点（屈服点）。这是由于自增强的作用。的作用。c、此种拉伸为均匀拉伸，可拉伸性能好。、此种拉伸为均匀拉伸，可拉伸性能好。主要存在湿法主要存在湿法纤维和硫化橡胶中。纤维和硫化橡胶中。3、c型（先凸后凹型

16、）型（先凸后凹型）（1）曲线）曲线（2）曲线分析）曲线分析 具有具有c型曲线的拉伸过程，叫做冷拉过程。型曲线的拉伸过程，叫做冷拉过程。分成分成3个区域：可逆的均匀拉伸、不均匀拉伸和均匀拉伸。个区域：可逆的均匀拉伸、不均匀拉伸和均匀拉伸。a、1时，即可逆的均匀拉伸，也就是时，即可逆的均匀拉伸，也就是oa段段+ab段，分别段，分别是普弹形变和高弹形变；是普弹形变和高弹形变；b、12时，即不均匀拉伸，也就是时，即不均匀拉伸，也就是bc段段+cd段，分别段，分别是细颈形成和细颈发展阶段，发生的是应变软化和强迫高弹是细颈形成和细颈发展阶段，发生的是应变软化和强迫高弹形变；形变；c、2时，即均匀拉伸，也就

17、是时，即均匀拉伸，也就是de段，发生的是塑性形变。段，发生的是塑性形变。（3）特点）特点 a、此种曲线为此种曲线为ab型。型。b、在细颈前后，纤维的截面不一样，整个拉伸为不均匀在细颈前后，纤维的截面不一样，整个拉伸为不均匀拉伸。拉伸。c、在屈服点前，真实应力可能下降，也可能不下降，因在屈服点前，真实应力可能下降，也可能不下降，因此此bc段叫做应变软化区（这是因为模量确实下降了）。段叫做应变软化区（这是因为模量确实下降了）。d、在在de段，随着应变的增大，应力急剧增加，因此此段段，随着应变的增大，应力急剧增加，因此此段叫做应变硬化区（这是因为在细化段出现取向或结晶，需叫做应变硬化区（这是因为在细

18、化段出现取向或结晶，需要承受较大的外力）。要承受较大的外力）。（4）N（自然拉伸比（自然拉伸比,L1/L0）R Rmax（三）初生纤维结构对拉伸性能的影响（三）初生纤维结构对拉伸性能的影响 1、熔纺卷绕丝、熔纺卷绕丝（1）结晶度和结晶变体）结晶度和结晶变体 a、结晶度结晶度 拉伸曲线从拉伸曲线从b到到c、再到、再到a，并且，并且*、E0、N。即拉伸性能越来越。即拉伸性能越来越 差。差。b、结晶变体：结晶变体：。即。即越规整，拉伸性能越越规整，拉伸性能越 差。差。（2）预取向度）预取向度 预取向度不太高时，预取向度不太高时，n 拉伸曲线从拉伸曲线从c到到b（拉伸性能变（拉伸性能变好）；但好）；但

19、*、E0、Rmax（拉伸（拉伸性能变差）。性能变差）。（3）平均分子量及其分布）平均分子量及其分布 a、分子量分子量M太低时太低时 经不起拉伸经不起拉伸 一拉就断一拉就断 因此分因此分子量子量M必须大于临界分子量必须大于临界分子量Mcr。b、MMcr时，时，M*、E0、Rmax（拉伸性能变差）；（拉伸性能变差）；但断裂强度但断裂强度（有利于拉伸）。（有利于拉伸）。c、分子量分布窄时，则毛丝少，故拉伸性能变好。分子量分布窄时，则毛丝少，故拉伸性能变好。2、湿纺凝固丝、湿纺凝固丝（1）网络结构）网络结构 网络越细密网络越细密 微空和微纤微空和微纤 Rmax 可拉伸性可拉伸性（2）溶胀度）溶胀度 溶

20、胀度溶胀度 增塑作用增塑作用 可拉伸性可拉伸性；溶胀度；溶胀度 交联密度交联密度 冻胶体强度冻胶体强度。故实际生产中一般分故实际生产中一般分2步拉伸，第一部为去除溶步拉伸，第一部为去除溶剂，使冻胶体强度升高；第二步为有效拉伸。剂，使冻胶体强度升高；第二步为有效拉伸。（四）拉伸条件的影响（四）拉伸条件的影响1、拉伸温度、拉伸温度 拉伸温度拉伸温度T 拉伸曲线由拉伸曲线由a型到型到c型，再到型，再到b型。型。（1）T Tg 由于屈服应力由于屈服应力*断裂强度断裂强度，为，为a型拉伸曲线；型拉伸曲线；（2）T Tg T*、Rmax、N 可拉伸性能提高，为可拉伸性能提高，为c型拉伸曲线；型拉伸曲线；（

21、3）T Tg 在高弹态下，拉伸曲线为在高弹态下，拉伸曲线为b型曲线；型曲线；T 取向度取向度、解取向度、解取向度 故拉伸温度在故拉伸温度在Tg 和和Tf之间。之间。2、拉伸速率、拉伸速率 （1）拉伸速度）拉伸速度vR本身不高时本身不高时 vR 外力作用时间外力作用时间t、大分子链来不及运动、大分子链来不及运动 等效于拉伸温度等效于拉伸温度T。（2）拉伸速度）拉伸速度vR较高时较高时 vR 拉伸放热拉伸放热 等效于拉伸温度等效于拉伸温度。3、低分子物、低分子物 低分子物的存在，相当于增塑作用，等效低分子物的存在，相当于增塑作用，等效于玻璃化温度下降。于玻璃化温度下降。4、线密度、线密度 线密度减

22、小线密度减小 拉伸应力拉伸应力、自然拉伸比、自然拉伸比N 等效于拉伸温度等效于拉伸温度T。9.1.5 拉伸过程中纤维结构与性质的变化（一）拉伸过程中纤维结构的变化（一）拉伸过程中纤维结构的变化1、取向的变化、取向的变化（1）取向单元）取向单元 取向单元既有分子取向（分为分子链和链段），又有结取向单元既有分子取向（分为分子链和链段），又有结晶取向。晶取向。（2）取向的变化规律）取向的变化规律 a、随着拉伸的进行，取向随着拉伸的进行，取向f是不断增加的，而晶区的取向是不断增加的，而晶区的取向度度fc是很快增加的，一般在是很快增加的，一般在24倍达到饱和；倍达到饱和；b、非晶区的取向度非晶区的取向度

23、fa发展落后于晶区的取向度发展落后于晶区的取向度fc，但随着，但随着拉伸倍数拉伸倍数R的一直增加，没有达到饱和值，并且永远不会的一直增加，没有达到饱和值，并且永远不会达到饱和值。达到饱和值。c、一般来说，在同一拉伸线上，晶区的取向度一般来说，在同一拉伸线上，晶区的取向度fc大于非晶大于非晶区的取向度区的取向度fa。随着拉伸过程的进行，强度是逐渐增加的，这是由于非随着拉伸过程的进行，强度是逐渐增加的，这是由于非晶区取向度晶区取向度fa增加的原因。增加的原因。2、结晶的变化、结晶的变化（1）拉伸过程中，相态结构基本不变。）拉伸过程中，相态结构基本不变。例如：例如：PS和和PMMA的结晶度不发生变化

24、。的结晶度不发生变化。（2）拉伸过程中，结晶进一步生长，完整性和结晶度增加。）拉伸过程中，结晶进一步生长，完整性和结晶度增加。例如：例如：PET为取向结晶。为取向结晶。（3）拉伸过程中，原有结构发生部分破坏，结晶重新形成，）拉伸过程中，原有结构发生部分破坏，结晶重新形成，结晶度有所增加或降低。结晶度有所增加或降低。例如：聚烯烃例如：聚烯烃PP、PE。（二）拉伸过程中纤维性质的变化（二）拉伸过程中纤维性质的变化1、取向度提高对性能的影响、取向度提高对性能的影响 机械、光学、热传导和溶胀性能的各相异性明显提高。机械、光学、热传导和溶胀性能的各相异性明显提高。2、结晶度变化对性能的影响、结晶度变化对

25、性能的影响 密度、熔化热、透气性、介电性的变化。密度、熔化热、透气性、介电性的变化。3、形态结构变化对性能的影响、形态结构变化对性能的影响 如果为熔纺纤维，如果为熔纺纤维，在温度小于玻璃化温度拉伸时，随着拉伸倍数的在温度小于玻璃化温度拉伸时，随着拉伸倍数的增加，纤维的空洞率增大；增加，纤维的空洞率增大；对于湿纺纤维，对于湿纺纤维，由于本来就存在空洞，因此拉伸倍数增加时，纤维由于本来就存在空洞，因此拉伸倍数增加时，纤维的空洞率减小。的空洞率减小。纤维的综合性能将发生变化：随着拉伸倍数的增加，纤维的抗张强纤维的综合性能将发生变化：随着拉伸倍数的增加，纤维的抗张强度和初始模量都增大，伸长率下降，总变

26、形功下降。度和初始模量都增大，伸长率下降，总变形功下降。9.2 9.2 化学纤维的热定型化学纤维的热定型（1）热定型的目的）热定型的目的 提高纤维的形状稳定性提高纤维的形状稳定性 进一步改善纤维的物理机械性能进一步改善纤维的物理机械性能 改善纤维的染色性能改善纤维的染色性能（2）热定型的作用）热定型的作用:使某些链间联结点得到舒解和重建使某些链间联结点得到舒解和重建,使不稳定结构变为使不稳定结构变为稳定结构。稳定结构。9.2.1 概述概述（3）热定型方法）热定型方法按收缩状态分按收缩状态分:控制张力控制张力:纤维略伸长纤维略伸长,并产生新的高弹形变并产生新的高弹形变定长定长:纤维定长纤维定长,

27、并让高弹形变转变为塑性形变并让高弹形变转变为塑性形变部分收缩部分收缩:纤维有一定收缩纤维有一定收缩,但保留部分高弹形变但保留部分高弹形变松弛松弛:纤维收缩纤维收缩,且高弹形变几乎全部松弛回复且高弹形变几乎全部松弛回复,内应力消除内应力消除按加热方式分：按加热方式分：干热空气定型干热空气定型 接触加热定型接触加热定型 水蒸气湿热定型水蒸气湿热定型 浴液定型浴液定型紧张紧张9.2.2 9.2.2 纤维在热定型中的形变纤维在热定型中的形变纤维拉伸后解除负荷纤维拉伸后解除负荷,拉伸形变开始发生松弛回复拉伸形变开始发生松弛回复:拉伸拉伸t0时普弹形变、高弹形变和塑性形变的贡献分别为时普弹形变、高弹形变和

28、塑性形变的贡献分别为:1010E)1(20/2020teE*30030t 时当时当0)/exp(0)(30220302010tttt 当拉伸后的纤维送去热定型时，其中形变主要是由当拉伸后的纤维送去热定型时，其中形变主要是由高弹形变和塑性形变组成高弹形变和塑性形变组成,普弹形变在拉伸负荷解除普弹形变在拉伸负荷解除时已立即回复。时已立即回复。1.松弛热定型松弛热定型*30220)1)(exp(1)(20tetEtt在较高温度下或经长时间的热处理以后，剩余形变在较高温度下或经长时间的热处理以后，剩余形变接近于接近于恒定的塑性形变：恒定的塑性形变：302)()(ttr202t2t E即内应力纤维收缩变

29、粗，且由于高弹形变松弛回复，内应力消除。纤维收缩变粗，且由于高弹形变松弛回复，内应力消除。2.定长热定型定长热定型)exp()exp()(2211tctct)exp()exp()(2211tctct应力是时间的函数应力是时间的函数:c1、c2为取决子起始条件的常数；为取决子起始条件的常数；，为物质特性的函数。为物质特性的函数。12 定长热定型的实质是在纤维长度及细度不变的情况下，定长热定型的实质是在纤维长度及细度不变的情况下，把内应力松弛掉，而让高弹形变转变为塑性形变。把内应力松弛掉，而让高弹形变转变为塑性形变。3.定张力热定型定张力热定型 )/exp()/exp(1)/(/)(22022*3

30、30ttEtt 定张力热定型中定张力热定型中,原来的高弹形变原来的高弹形变 还没有彻底松弛还没有彻底松弛,又发展又发展了新的高弹形变了新的高弹形变,所以应力的松弛所以应力的松弛 是不完全的是不完全的.9.2.3.热定型温度的选择热定型温度的选择9.2.4 热定型中纤维结构与性能的变化热定型中纤维结构与性能的变化（一）热定型中纤维结构的变化（一）热定型中纤维结构的变化(1)结晶结构的变化结晶结构的变化 涤纶在不同温度下热处理后涤纶在不同温度下热处理后 （热处理时间（热处理时间30min）的密度）的密度原有结晶度和拉伸时自热效应的原有结晶度和拉伸时自热效应的 次序为次序为1234 纤维在热定型过程

31、中纤维在热定型过程中的结晶速率与拉伸纤维的结晶速率与拉伸纤维原来的结构有关原来的结构有关。晶粒尺寸：晶粒尺寸：松弛热定型，微晶尺寸松弛热定型，微晶尺寸 (尤其与取向垂直方向上的尺寸）尤其与取向垂直方向上的尺寸）晶区更完善晶区更完善 紧张热定型，紧张热定型，平行于纤维取向轴的微晶尺寸平行于纤维取向轴的微晶尺寸 垂直于纤维取向轴的尺寸略微增大，张力大时可能垂直于纤维取向轴的尺寸略微增大，张力大时可能 晶格晶格:热定型影响晶格结构热定型影响晶格结构.例例:PET:90准晶准晶,130三斜晶系三斜晶系 （二）热定型中纤维性能的变化（二）热定型中纤维性能的变化松弛热定型（松弛热定型（a）紧张热定型（）紧

32、张热定型（b），纤维结构和性质的改变），纤维结构和性质的改变1-热处理后纤维的收缩热处理后纤维的收缩 2取向度取向度 3断裂强度断裂强度 4断裂伸长断裂伸长 5吸湿率吸湿率 6对应介质作用的稳定性对应介质作用的稳定性 锦纶锦纶66热收缩随温度的变化热收缩随温度的变化 热定型对锦纶热定型对锦纶66断裂伸长的影响断裂伸长的影响 (3)化学纤维热定型的机理化学纤维热定型的机理 等规聚丙烯的温度等规聚丙烯的温度内耗关系内耗关系 w 峰在峰在5060之间，在共聚之间，在共聚或增塑后，峰可移至室温。或增塑后，峰可移至室温。松弛有两个峰。松弛有两个峰。w 聚丙烯腈薄膜（经过在聚丙烯腈薄膜（经过在130的水蒸

33、汽中热处理的水蒸汽中热处理30s）的温度的温度内耗关系内耗关系 1.初生纤维拉伸过程中发生了哪些形变，每种形变中的分初生纤维拉伸过程中发生了哪些形变，每种形变中的分子运动机理是什么？子运动机理是什么？2.常见的拉伸方法有几种？它们适用于何种类型的纤维？常见的拉伸方法有几种？它们适用于何种类型的纤维？3.何为细颈拉伸、冷拉伸、均匀拉伸？无定形化合物、结何为细颈拉伸、冷拉伸、均匀拉伸？无定形化合物、结晶性聚合物、冻胶初生纤维在拉伸行为上有何不同？晶性聚合物、冻胶初生纤维在拉伸行为上有何不同？4.拉伸条件对初生纤维的结构有何影响？对纤维性能产生拉伸条件对初生纤维的结构有何影响？对纤维性能产生什么影响？什么影响？作作 业业