7第七章化纤的拉伸和热定型.pdf

第七章 化学纤维拉伸和热定型原理 7.1 化学纤维的拉伸原理 7.2 化学纤维的热定型原理 7.1 化学纤维的拉伸原理 7.1.1 拉伸过程的作用与目的 ? (1)、作用 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。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。 讨论：用蠕变方程解释纤维在拉伸中的形变机理 (2)、目的 微观目的 纤维的取向度Δn提高，同时伴随着密度ρ和结晶 度θ等结构特征的变化。 宏观目的 纤维的断裂强度σ提高，断裂伸长率ε下降，使 物理-机械性能满足纺织加工的要求。 (3).拉伸方法 室温拉伸：适用于Tg在室温附近的初生纤维。 干拉伸 热拉伸（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 饱和蒸汽浴拉伸: 适用于Tg大、拉伸应力 蒸汽浴拉伸 过热蒸汽浴拉伸: 大、拉伸倍数高的纤维 液浴法： 适用于纤度较粗的短纤维 湿拉伸 喷淋法: Heater (Optional) Stretching Zone Drive roll Snubbing ν2 pin (ν2 ν1) ν1 Drawn yarn Skewed idler to bobbin roll Control rolls Undrawn pretwisted yarn 7.1.2 拉伸流变学 σ σ ee ?t /τ 2 t t)( εεεε321 e )1( η ?+?+=++= σ e EE 21 3 拉伸形变拉伸形变==普弹形变普弹形变εε1 ++高弹形变高弹形变εε2 ++塑性形变塑性形变εε3 (1)(1)普弹形变普弹形变εε1 ε1=σe/E1 ? 是大分子主链的键角和键长受力后发生形变的反映. ? 与应力同相位，瞬间发生和瞬间回复合，与时间无关. ? 普弹形变的弹性模量很大，形变值很小。 (2)(2)．高弹形变．高弹形变εε 2 松弛时间 σ e ?t/τ2 ε2 t ?= e )1()( E2 ? 高弹形变是大分子构象与末端矩受力后发生形变的反映。 ? 高弹形变的特点是模量较小，形变量大，有明显的时间依 赖性(形变滞后于应力，形变在外力除去后基本上能回 复，但回复需要时间)。 ? 高弹形变的特点是模量较小，形变量大,形变可以回复。 ε σ ? ? e ? t ? 2 t ? exp1)( ???= ?? ? ()?? σ eP / RTaUU ? E2 ?? ? τ 0e ??? U