尼龍(聚酰胺纖維)是一種具有強(qiáng)親水性基團(tuán)(-CONH-)的合成纖維。在其高速紡絲或加工后,纖維內(nèi)部的大分子鏈結(jié)構(gòu)處于一種不穩(wěn)定、結(jié)晶不完善且含水率極低的狀態(tài),這會(huì)導(dǎo)致后續(xù)加工(如織造、染色)時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的收縮不均、染色不勻等問(wèn)題。蒸煮機(jī)的核心目的就是通過(guò)精確控制的高溫高濕環(huán)境,為尼龍纖維創(chuàng)造一個(gè)“熱處理”和“濕處理”相結(jié)合的條件,促使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)弛豫、結(jié)晶度提高,并實(shí)現(xiàn)水分子的均勻、充分滲透。
其實(shí)現(xiàn)均勻吸濕的原理可分解為以下三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):
1.環(huán)境創(chuàng)造與精確控制
蒸煮機(jī)是一個(gè)密閉的腔體,通過(guò)蒸汽噴射系統(tǒng)和溫濕度傳感器,創(chuàng)造并維持一個(gè)穩(wěn)定的高溫(通常90-120℃)和高相對(duì)濕度(接近100%)環(huán)境。這種飽和蒸汽環(huán)境是均勻傳熱傳質(zhì)的理想介質(zhì)。熱量使尼龍大分子鏈段運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)(玻璃化轉(zhuǎn)變以上),為結(jié)構(gòu)重排打開(kāi)“通道”;而的濕度則提供了充足的水分子來(lái)源。
2.熱濕協(xié)同的滲透與均化機(jī)制
在高溫下,水蒸氣分子動(dòng)能極大,能迅速地彌漫至腔體內(nèi)每一處和織物每一根纖維的間隙。熱量使尼龍纖維無(wú)定形區(qū)的分子鏈間作用力減弱,微觀孔隙擴(kuò)大,水分子得以快速滲透進(jìn)入纖維內(nèi)部。這個(gè)過(guò)程不是簡(jiǎn)單的表面潤(rùn)濕,而是由表及里、深度擴(kuò)散。由于整個(gè)環(huán)境是均勻且穩(wěn)定的,因此所有纖維、紗線乃至織物的各個(gè)部位,都處于相同的熱濕條件“浸泡”中,消除了因接觸或位置差異導(dǎo)致的吸濕不均。
3.內(nèi)應(yīng)力的弛豫與水分鎖定
在高溫高濕的協(xié)同作用下,尼龍纖維內(nèi)部因之前加工而被“凍結(jié)”的應(yīng)力得到充分釋放,分子鏈重新排列并趨向更穩(wěn)定的結(jié)晶狀態(tài)。在此過(guò)程中,水分子作為“塑化劑”和“介質(zhì)”,不僅促進(jìn)了這一弛豫過(guò)程的均勻性,其極性分子還會(huì)與尼龍分子鏈上的酰胺基形成氫鍵結(jié)合。最終,水分被均勻地、牢固地鎖定在纖維的無(wú)定形區(qū),使整批材料的回潮率達(dá)到一個(gè)高且均勻的預(yù)定值。
總結(jié)而言,尼龍吸濕蒸煮機(jī)通過(guò)創(chuàng)造一個(gè)均勻、飽和、高溫的蒸汽環(huán)境,利用熱量打開(kāi)纖維微觀結(jié)構(gòu)的大門(mén),利用高濕蒸汽作為均勻的傳質(zhì)介質(zhì),迫使所有材料在相同條件下同步完成吸濕、弛豫和定型,從而從根本上保證了材料吸濕的深度與均勻性,為后續(xù)高品質(zhì)加工奠定基礎(chǔ)。