智能调温纤维论文
浅析智能型纤维
以壳 聚糖 （ ｓ 及 丙烯 酸 （ Ａ） 原料 可 ｃ） Ａ 为
制成半 互穿聚合物 网络 （ ｍ —ＩＮ） 在强 ｓ ｉ Ｐ ， ｅ
酸条 件下 强 烈溶胀 ， 随着 ｐ 值 的 上升 ， 胀 Ｈ 溶 度迅 速下 降 。并 已以这 种材 料 制 成 ｐ 响应 Ｈ
性 高分 子膜 。
度、 颜色 和渗透 速率 等 随之发 生敏锐 响应 、 即
产 生 突跃 性变 化的纤 维 ， 因光敏 、 敏而 自 如 热
（ ） 联 。 将 高 浓 度 （ ０ ～ １ ％） ２交 １％ ５ 的
动调 温 、 自动变色 、 能 防护等 纤维 。 智
Ｐ Ａ溶 液 与 相 对 分 子 质 量 为 １０００的 聚 Ｖ ７ ０ 丙烯酸 酯类 树脂 混合 ， 负 ２ ～负 ４ ℃下冷 在 ５ ５
（） 化一皂 化 。将 ９ ３氧 １份 的 丙 烯 腈 、 乙
酸 乙烯溶 解 于 ２ ０份 水 中 ， ０ 加入 （ － ）ＳＯ ＮＩ ２ ２ ８ Ｉ ４
（） ２ 共混 将 光 致 变 色 体 或 光 聚变 色 胶
囊分散 在纺 丝熔体 或 溶液 内， 行共 混 纺丝 。 进
和 Ｎ Ｈ Ｏ 控制 ｐ ａＳ３ Ｈ值为 ３ ０ 于 ５ ℃下进 ．， ５
化而迅速 溶胀 和 收缩 。 再如 棉 花 、 酯 或 聚 酰 胺／ 氨 酯 （ Ａ 聚 聚 Ｐ／
智能调温纤维发展现状
智能调温纤维发展现状
智能调温纤维是指能够根据环境温度自动调节其自身温度的纤维材料。智能调温纤维可以通过吸收或释放热量来适应不同的气温和湿度条件，从而为人体提供舒适的温度感受。随着人们对舒适性和健康的需求不断增长，智能调温纤维在纺织、服装和家居等领域发展迅速。
目前，智能调温纤维的研发和应用已取得一系列突破。首先，科学家们通过改变纤维的化学结构和物理性质，使纤维具有调温功能。例如，利用微胶囊技术，将调温剂封装在纤维内部，当环境温度变化时，调温剂会释放或吸收热量，实现纤维温度的调节。其次，利用纳米技术和纳米材料，科学家们成功地开发出具有快速调温响应和高效能量转化效率的智能调温纤维。这些纳米材料能够通过纳米孔隙结构控制纤维内部热量传导，从而实现纤维的温度调节。此外，智能调温纤维还可以通过微电子技术实现远程控制和智能化管理，方便用户调节纤维温度，提高使用体验。
智能调温纤维的应用领域广泛。在纺织方面，智能调温纤维可以应用于衣物、床上用品和窗帘等产品中。衣物方面，智能调温纤维能够根据人体活动和环境温度实时调节温度，保持身体舒适。床上用品方面，智能调温纤维能够根据睡眠状态和环境温度自动调节床品温度，提供更好的睡眠质量。窗帘方面，智能调温纤维能够根据室内外温度差异调节窗帘的透光和保温效果，实现节能环保。此外，智能调温纤维还可以应用于汽车座椅材料和户外用品等领域，提供更加人性化的产品体验。
然而，智能调温纤维的发展还面临一些挑战。首先，智能调温纤维的生产成本较高，使得其在市场上的价格较高，限制了消费者的购买欲望。其次，智能调温纤维的可穿戴性和耐久性还有待提高。在实际使用过程中，智能调温纤维容易受到摩擦和清洗等因素的影响，导致其调温效果下降。因此，需要进一步改进纤维材料和制造工艺，提高智能调温纤维的质量和使用寿命。
调温纤维在纺织品中的应用
， ＇ ， ＇ ● ’ ＇ ’ ＇ ， ｌ ｍ
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集群 所处 的环 境 及 自身 发 展 的 条 件 ， 以此 作 为制
ｌ 调 温 纤 维
１ １ 调 温纤 维 的定义 ．
善织物舒适性为主要 目的的新型纤维。它主要是
采用相 变材 料并 将相 变 蓄热技 术与 纤维制 造 技术 相结合 开 发 出的一种 高技 术产 品 ， 能够 自动 吸收 、
调温 纤维 是指 对温 度 或温度 变 化有 响应 的智
— —
储 存 、 配 和 放 出热 量 ， 效地 调 节 温度 ， 分 有 使纤 维 可 以根据 人体 的 需要 保 持 在 一 定 温度 范 围 内 ， 为
人体创 造 舒适 的温 度环境 。
收稿日 ２１ １ ２ 期： １ １ ８ ０ — —
作 者 简 介 ： 敬 敬 （ ９ ７ ） 女 ， 北 石 家庄 人 ， 士研 究 生 。 魏 １ ８一 ， 河 硕
３ 结 论
我 国纺织 产 业集 群是 一种 产业 与 区域 的有机 结合 形 式 ， 过 十 几年 的发 展 已经 显 示 出 较 强 的 经
智能调温床上用品的开发及设想
智能调温床上用品的开发及设想
摘要:本文从人体睡眠需要的舒适环境出发,介绍了将智能调温纤维用于床上用品(智能调温被芯)的开发。为了降低被子的成本,提出了几种比较经济可行的生产方式,主要有国产智能调温纤维替代进口纤维,采用常规纤维喷涂智能调温功能剂的方法来获得智能调温纤维,再用这种功能纤维作被芯填充料,并指出采用设想的方法可能要克服的问题。
关键词:智能调温纤维智能调温被芯舒适睡眠环境
1 睡眠环境对温度的要求
据相关研究资料表明,当人体处于热平衡时,感觉舒适的皮肤平均温度在33.4℃左右,身体任何部位的皮肤温度与皮肤平均温度的差在1.5℃～3.0℃范围内,人体感觉不冷不热,超过±4.5℃范围,人体将有冷暖感。
人在睡眠状态的体温要比清醒时低2℃左右,据被窝温度为32℃左右、相对湿度50%、气流速度25cm/s的睡眠微环境最为标准,也令人感到舒适,能有效延长深度睡眠时间。被窝温度过高会导致身体流汗过多,造成身体水分流失并滋生螨虫,过低则会引起机体的自我保护,都会干扰正常睡眠、降低睡眠质量,其原理是因为人体入睡后的副交感神经抑制,体温相对清醒时要低2℃左右却大致保持恒定。
2 智能调温床上用品的开发
2.1 Outlast智能调温纤维性能
调温纤维是一种双向温度调节保温材料。它在环境温度较高时具有吸热功能、在环境温度较低时具有放热功能。从根本上扩展了纤维原有功能,属于新型“智能”纤维。
美国Outlast公司开发了智能调温功能的空调纤维,使用能吸收储存和释放热量的热敏相变材料(碳氢化腊),采用微胶囊技术,将其植入纤维内,制成一种新型的“智能”纤维－Outlast空调纤维。本项目是在Outlast空调纤维的基础上,全面开发Outlast空调纤维纺织产品,从纤维→纱→面料→服装(床上用品),使最终的服装(床上用品)仍能保持一个舒适的温度的服饰小环境,确保空调纤维服饰类产品的智能调温功能。在进行产品设计和开发的同时,要充分考虑到产品的成本和市场的可接受性,使产品具有良好的性价比和经济效益(表1)。
智能调温纤维综述
11
期[8-9],该法是将中空纤维浸渍于相变材料溶液中,使 中空部分充满相变材料,再将纤维两端封闭,缺点是 中空纤维浸渍法存在封端困难.20 世纪 80 年代初, Vigo 等人将无机固-液相变材料 CaCl2·6H2O、SrCl2· 6H2O 充填到人造丝和聚丙烯等中空纤维.[10]20 世纪 80 年代中期,他们又将聚乙二醇整理到织物表面和封 入到中空纤维内部. 东 [11-12] 华大学研究了将三羟甲基 乙烷/新戊二醇二元体系固-固相变材料采用水溶液 真空填充的方法填充到涤纶中空纤维,得到了相变材 料填充率为 24%的调温纤维.[13]用中空纤维填充法制 得的调温纤维内径较大,相变物质残留于纤维表面,故 易于渗出和洗出,作为服用纤维使用还有很大局限性. 3.2 熔融复合纺丝法
层状钙钛矿系列
相变类型 相变温度 相变焓/(J·g-1)
循环性 热传导性
固-液 常温,可调节
100~300 差 好
固-液 常温,可调节
150~300 好 较好
固-固 常温,可调节
100~300 很好 好
固-固 常温,可调节
100~300 很好 很好
优点
Hale Waihona Puke Baidu
材料易得,价格便宜,储热能力 强,热传导速率大
熔融热大,稳定性好,不易 形变小,过冷度小,热效率高, 储能密度大,传热性好,稳定性好,
丝维尔智能调温黏胶纤维的性能研究
中图 分 类 号 ：Ｓ １２ １１ Ｔ ０ ． ＋． ５ １
２０ ０ ７年 我 国 黏 胶 短 纤 维 产 量
文 献 标 志 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ０ ４ ３ （０ ８ １ — ０ １０ １ ０ — ０ ３ ２０ ）０ ０ １－ ５ 吸收或释放热 量 ． 因此 具 有 微 气 候
２０ 年 １ ０８ ０月
针 织 工 业
Ｎ． ｏ１ ０
编 者 按 ： 国 针 织 科 技 信 息 中 心 、 国 合 成 纤 维 科 技 信 息 中 心 和 东 华 大 学 纤 维 材 料 改 全 全
性 国 家重 点实 验 室 于 ２０ ０ ８年 ７ 月 ２ 日一 ７月 ２ 日在 浙 江 省 宁 波 市 联 合 召 开 了 “ ９届 ２ ５ 第 新 型 原 料 在 针 织 行 业 的 推 广 应 用 技 术 研 讨 会 ” 旨在 加 强 化 纤 行 业 与 针 织 行 业 的 沟 通 与 交 ． 流 ， 进各 种 新 型 原 料 在 针 织 行业 的推 广 与 应 用 ， 速 新 型 针 织 面 ￣ （ 开 发 。在 会 上 交流 促 加 ３ ５ － 的 多种 新原 料 以 及 采用 新 原 料 开 发针 织 产 品 的 经 验 体 会 引起 了与 会 者 的 极 大 兴 趣 。本 刊 将在 ２ ０ ０ ８年 第 １ ０期 和 第 ｌ 期 特 辟 专 栏 ， 登 部 分 交 流 资 料 ， 飨 读 者 。 １ 刊 以
智能调温纤维发展现状
智能调温纤维发展现状
智能调温纤维是一种可以自动调节温度的材料，具有广泛的应用前景。目前，智能调温纤维在纺织、户外用品、医疗、建筑等领域都有不同程度的应用。
在纺织行业中，智能调温纤维被广泛应用于衣物制造。这种纤维具有温度感应功能，可以根据外界气温调节自身温度，使人们在不同季节保持舒适。此外，智能调温纤维还可以通过监测身体温度，自动调节纤维的温度，使得人们在运动时不易出汗，让肌肤始终保持干燥。
在户外用品领域，智能调温纤维被应用于帐篷、睡袋等产品中。这些产品利用智能调温纤维的特性，可以根据环境温度自动调节内部的温度，让使用者在户外活动中保持舒适。
医疗领域也对智能调温纤维表现出了浓厚的兴趣。智能调温纤维可以制造出具有温度感应功能的医用纱线、敷料等产品，这些产品可以根据伤口部位或患者的体温变化，调节纱线或敷料的温度，促进伤口的愈合。
在建筑领域中，智能调温纤维被应用于窗帘、遮阳罩等产品。这些产品能够根据室内外的气温变化调节自身的透光度，使得室内始终保持适宜的温度，提高能源利用效率。
总之，智能调温纤维在各个领域都有着广泛的应用。随着技术的不断进步，相信智能调温纤维的应用范围将会进一步扩大，为人们带来更多的便利和舒适。
智能蓄热调温纤维
冷 转移 印花 是 技 术 创 新 、节 能环 保和 印花 数 码 化效 果 的综 合体 现 ，基 本 满 足 清 洁生 产 的要 求 ，是 国 际上 最 先 进 的常 温下
固色低 能 源消 耗 ，低 污 染排 放 的 织物 印花 技 术 之 一 ，是 纺 织 印 染业 的一 次 革命 。
全 符 合 《印 染 行 业 废 水 污 染 防 治 技 术 政
策 》的要 求 。
（）提 高 附加 值 ４ 印花 市 场竞 争 激 烈 ，冷 转 移 印花 采用
智能蓄热谰温纤维
孙稚源
防寒 保 暖 是舒 适性 的重 要 指标 ，传 统
的保 暖 方法 通 常是 控 制 热 的传 导 、对 流 、
生 产 的纺 织 品 可 实现 在 较 低 的 温度 环 境下 相 变 放热 、 较 高 的 温度 环 境 下 相 变吸 热 。 在
美 国 ０ｕｌｓ 技 术 公 司 （ ｔ ｓ ｔ ｔ ａ ０ｕｌ ｔ ａ
Ｔ ｃ ｎ ｌ ｉ ） 纤 维 热调 温 与调 湿技 术 领 ｅ ｈ ｏｏ ｅ 是 ｇ ｓ 域的领跑者 。早 在 １ ９ ９ ７年 美国 Ｏｕｌｓ 公 ｔ ｔ ａ 司将 相 变材 料 微胶 囊填 加 到 聚 丙 烯 腈溶 液 中， 通过 湿法 纺丝 ， 备 出 了具 有温 度调 节 制
功 能 的腈 纶纤维 。此后 ， 司又 开发调 温粘 公
国际相变智能调温纤维发展趋势(二)
２ ． 相 变材料表层涂覆法 该加工方法是把 相变物质 固定到织物上 的简便 易行的
方法 ，即将聚 乙二醇 用２ Ｄ树 脂 （ ＤＭＤＨ Ｅ Ｕ）在 氯化镁 及
对 甲基 苯磺酸催化 下 将其 固着在纤维 上 ，经处理 的织物 最高 的热焓达２ ６ ＿ ７ ５ Ｊ ／ ｇ ，或 采用二异氰酸酯 、乙二醇 与聚 乙二醇聚 合得到具 有防水透湿性 的调温 涂料 ，可 以涂 覆在
系固一 固相变材料 采用水溶液 真空填充 的方法填充到聚 酯中空纤维 得到 了相 变材 料填充率
为２ ４ ％的调 温纤维 。用该 方法制得 的调温 纤维 内径 较大 ，相变物质 易残 留于纤维 表面 ，故 易于 渗出和析 出 作 为服 用纤维使 用还有很大局限性 。 ４ ． 中空纤维填 充法 该 工艺是利 用一定 的技 术 （ 如真 空方法 ）或设备 （ 高压 泵或高压 管等 ）将相 变材料填 充到 中空纤维的 中空部分获得储热 调温纤维 。 初期英 国Ｅ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ 纤 维公司Ｒ・ Ｈ・ 汉森将二氧化碳之 类的气体先溶解到各种 溶剂中 ，然后 填充 到纤维 的中空部分 ，在织 造前 ．利 用特殊 方法将 中空部分 密封 从而 利用纤维 中空部 分 的气一 液 （ 固 ）相 变来达 到保温 。但 进一步研究 发现 ，中空纤维 内部 的无机 盐虽然在开 始 时有贮热 和放热 的功效 而反复升 、降温后 ，无机盐便 失去结 晶水从纤 维 中析 出 ，因而这 种 方法并不具有实用价值 。 后 来Ｃ ｙ ａ ｎ ａ ｍｉ ｄ 公 司采 用真空方法将 多元醇 固固相变材料三 羟甲基乙烷／ 新戊二醇二元体
温度调节纤维及其织物的发展与应用现状
ｐ ｉ ｉ ｅａｄｃ ａａｔ ｓ ｃ ， ｕｔｅｍ ｒ ｐｅｅｔ ｏ ｅｐｏ ｌ ｓｉ ｌｅｐｏｅｓｏ ｕｌｓ ｍｉ ｕｅｆ ｒ ｃ ｌ ｎ ｈｒｃｅ ｔ ｓ ｆｒ ｒ ｏｅ，ｒｓｎ ｍ ｒ ｅ ｒｃｓ ｆ ｔ ｔ ｘ ｒ ｉ ｎｐ ｉ ｒｉ ｈ ｓ ｂ ｍ ｎ＝ ｈ Ｏ ａ ｔ —
变材 料 的相 变机 理 ， 变材料 具有 的特 点 ， 相 影响含 有微 胶 囊 包裹 的相 变材料 调 节 温度 有 效性 的 因 素 ， 维用相 变材 料 的选择 条件 ， 纤 温度调 节纤 维的制法 （ 复合 纺丝 法． 中空纤维填 充 法．微 胶 囊 法． 纳米胶 囊相 变材料 法 ） 以及 介绍 了温度 调节 纤 维的典 型代 表 Ｏ ｔｓ纤 维 的调 温原 理 和 特 点 ， ， ｕｌ ｔ ａ 以
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第２ ９卷
第 ２期
纺
织
服
装
科
技
２０ ０ ８年 ４月
Ｓ Ｉ ＣＥ ＡＮＤ Ｔ ＨＮ０Ｌ Ｃ ＥＮ ＥＣ ０ＧＹ ０Ｆ Ｔ Ｘ Ｅ ＆ ＧＡ Ｅ ｎＬ ＲＭＥ ＮＴ
材料科学中的智能纤维材料研究
材料科学中的智能纤维材料研究
智能纤维材料在材料科学领域中正日益受到关注和研究。这种创新材料具有独特的特性，能够对外界环境做出快速的响应和调整，使其广泛应用于各个领域。本篇文章将重点探讨材料科学中智能纤维材料的研究进展和应用前景。
智能纤维材料是由纤维材料和智能功能材料相结合而成的一种新型材料。它们能够根据外界触发的条件，实现快速的物理、化学或生物响应，以实现特定的功能。这种响应能力使智能纤维材料在许多领域中具有巨大的潜力。
首先，智能纤维材料在医疗领域中有着广泛的应用前景。例如，可编程纤维材料可以根据患者的需求进行可调节的药物释放，从而提供个性化的治疗方案。另外，一些智能纤维材料还可以用于制造可穿戴式医疗设备，如智能纱线编织成的心脏监测器，可以实时监测患者的心脏功能并提供及时的警报。
其次，智能纤维材料在可穿戴技术和智能纺织品领域也有着重要的应用。以智能纺织材料制造的智能服装能够监测身体活动、呼吸和心率等生理参数，并将数据传输到移动设备上供用户分析。此外，智能纺织品还具备防紫外线、抗菌和防静电等功能，为用户提供更安全、舒适的穿着体验。
智能纤维材料还在环境领域中发挥着重要作用。例如，一
些具有光敏功能的纤维材料可以吸收和转化光能，从而实现太阳能的收集和转换。此外，可编程纤维材料也可以应用于可持续建筑中，实现自动调节能源消耗、改善室内温湿度和光照条件等目标。
在电子领域中，智能纤维材料也展现出了巨大的潜力。例如，通过将有机发光材料纳入纤维中，可以制造出可弯曲的有机发光二极管，使其在可穿戴电子设备或柔性电子产品中得以应用。此外，以智能纤维组成的导电纱线还可以用于制造柔性电路板、传感器和电池等电子元件。
智能调温发展现状
智能调温发展现状
目前智能调温技术已经取得了一定的发展，并得到了广泛的应用。智能调温系统通过各种传感器和智能控制算法，实现了对室内温度的精确控制和调节。现在市场上已有多种智能调温产品可供选择，包括智能温控器、智能恒温器等。
智能调温技术的发展带来了许多便利和优势。首先，它可以根据室内外温度的变化进行智能调节，保持室内的舒适温度。其次，智能调温系统可以学习用户的使用习惯，并通过智能算法进行自动调节，提高温度调节的准确性和效率。此外，智能调温系统还可以与其他智能家居设备进行连接，形成智能家居系统，实现设备之间的互联互动，提升用户体验。
随着人们对生活品质要求的提高和智能技术的快速发展，智能调温技术的应用前景也非常广阔。未来，智能调温系统将更加智能化和智能化，可以根据用户的行为模式、喜好和环境变化等因素进行智能调节，进一步提高温度调节的准确性和自动化程度。同时，智能调温系统还可以结合人工智能和大数据分析等技术，提供更多个性化的温度调节方案，为用户提供更加舒适和健康的室内环境。
总之，智能调温技术在快速发展，为人们提供了更加便利和舒适的生活体验。随着技术的进一步发展和普及，智能调温系统将成为智能家居的重要组成部分，并在未来的生活中发挥越来越重要的作用。
智能纤维材料的制备与性能研究
智能纤维材料的制备与性能研究
近年来，随着科技的不断发展，智能材料成为了研究和应用的热点之一。智能
纤维材料作为一种新兴的材料，在多个领域展现了广阔的应用前景。本文将从合成方法、制备工艺以及性能研究等方面来介绍智能纤维材料的最新研究进展。
一、纳米纤维材料的制备方法
纳米纤维材料是一种具有较小尺寸纤维结构的智能纤维材料。目前常用的制备
方法主要包括静电纺丝、湿法纺丝、气候法纺丝等。其中，静电纺丝法是一种简单且高效的制备方法，采用高压静电场作用于高聚物溶液，使溶液中的纳米纤维产生电弧放电，从而获得纳米尺寸的纤维。这种方法制备的纤维材料具有较大的比表面积和较好的机械性能，广泛应用于生物医学等领域。
二、智能纤维材料的制备工艺
智能纤维材料的制备工艺对于材料的性能具有重要的影响。在制备过程中，控
制纤维的形貌、尺寸和结构是关键。研究者们通过调整溶液浓度、聚合物溶液的喷射速度以及电场的作用方式等方法来实现对纤维形貌的控制。同时，添加不同的功能性添加剂也能使纤维具有特殊的性能，例如纳米粒子的添加可以提高纤维的导电性能，实现电子器件的应用。
三、智能纤维材料的性能研究
智能纤维材料具有诸多优异的性能，如形状记忆性能、光学性能和力学性能等。在形状记忆性能方面，智能纤维材料可以通过外界的温度、湿度甚至电磁场等刺激实现自动变形，具有重要的应用潜力。在光学性能方面，智能纤维材料可以通过改变纤维结构和添加特殊材料实现光的传导和调控，被广泛应用于显示技术和传感器领域。此外，智能纤维材料还具有较好的力学性能，可以通过改变纤维层次结构和添加增强剂来调控，广泛应用于航空、汽车等领域。
对智能纤维材料的理解
智能纤维材料是一种具有智能特性的新型材料，能够根据外部刺激或内部条件变化而发生相应的响应。这种材料在工程、生物医学、化学等领域具有广泛的应用前景。对智能纤维材料的理解可以从以下几个方面展开：
1. 定义：智能纤维材料是一种具有感知、响应、自适应和自修复等功能的纤维状材料。这类材料通常具有较高的灵敏度、快速响应速度和良好的生物相容性。
2. 分类：智能纤维材料可以根据其响应机制和功能分为多种类型，如热敏纤维、光敏纤维、湿敏纤维、压敏纤维等。此外，智能纤维还可以根据其应用领域进行分类，如电子纤维、生物医学纤维、能源纤维等。
3. 基本原理：智能纤维材料的工作原理主要基于材料内部的物理和化学变化。例如，热敏纤维是通过改变温度来调节其颜色或形状；光敏纤维则是通过光线的照射来引发材料内部的光化学反应，从而实现颜色变化。
4. 应用领域：智能纤维材料在多个领域具有广泛的应用前景。在工程领域，智能纤维可用于制造自适应结构、智能传感器和智能控制系统等。在生物医学领域，智能纤维可用于制备生物传感器、药物释放系统和组织工程支架等。在化学领域，智能纤维可用于开发高效催化剂和分离膜等。
5. 发展趋势：随着科学技术的进步，智能纤维材料的研究正朝着更高性能、更智能化和更可持续的方向发展。未来的智能纤维材料将具有更快的响应速度、更高的灵敏度、更好的生物相容性和更低的成本等优点，以满足不断增长的需求。
智能纤维材料是一种具有独特性能和广泛应用前景的新型材料。了解其定义、分类、工作原理、应用领域和发展趋势有助于我们更好地认识这种材料，并为未来的研究和应用提供指导。
Outlast空调纤维开发智能调温内衣的实践
（ ． 江省新型纺织品研发重点实验 室，浙江 杭州 ３ ０ １ ； ． １浙 １０ ８ ２ 浙江春 江轻纺集团有限责任公 司，浙江 富阳 ３ １０ ） １４ ７
摘
要： 介绍 了粘胶型 Ｏ ｔ ｓ 空调纤 维的性能 ， ｕｌ ｔ ａ 设计开发 了智能调温 内衣 ， 确定 了各种纱 线的成分 组成 、 纱线结构 ， 还对各 工 序 的工艺参数进行研究和摸索 ， 确定了合理 的工艺参数 ， 证 了在各 加工工 序 中空调 纤维 内包 裹着相 变材料 的微胶 保 囊不被破坏或破坏较少 ， 使最终产 品仍 具有智能调温功能 ， 基本达到设计 的效果 。同时， 针对智 能调温 内衣 中氨纶分 布和面料结构特点 ， 提出了智能调 温内衣在洗 涤中必须注意的问题 。
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｄ ｒ ｓ：Ｖｉｃ ｓ ｂ ｅ； Ｏｕｔａ ｔａ ｒ— ｃ ｎｄ ｔｏ ｉ ｇ； ｕ ｄｅ ｗｅ ｒ ｓｏｅｆ ｒ ｉ ｌｓ ｉ ｏ ｉｉ ｎ ｎ ｎ ｒ ａ ；ｄ ｖ ｌ ｐｉ ｇ；ｐ ｏ ｅ ｓ；ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｅ ｅｏ ｎ ｒｃ ｓ ａａ ｔｒ
空调 纤维 是采用 微 胶 囊 技 术 ， 能 吸 收储 存 和 释 将 放 热量 的热敏 相变 材料 碳 氢 化 蜡植 入 纤 维 内 ， 成 的 制
关 键 词 ： 胶 纤 维 ；Ｏ ｔｓ 空 调 纤 维 ；内衣 ；开 发 ； 艺 ；参数 粘 ｕｌ ｔ ａ 工 中图 分 类 号 ： １ ０ ． １ １４ ２ Ｓ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ： ０ １２４ （０ ０ ０ —０ １０ １０ ＿ｏ ４ ２ ｔ ）９ ０ ４ —２
具有调温作用的新型纤维
和排汗性 ， 使其成为 自由呼吸的纺织品， 常温下能使 人体适感温度下降 ４ －８℃ ， 被称为“ 天然空调” 。
２ 智 能调温牛 奶蛋 白空调纤 维
１ 天然 空调纤维“ 皇后” —— 亚麻 纤维
亚麻 纤 维是 植 物 的 皮层 纤 维 ， 的功 能 近 似人 它
空调型牛奶蛋 白纤维足一种具有相变蓄能 、 智 能双向调温功能的新型纤维。这种纤维应用专有技 术， 在特制的蛋白质纤维 中加入相变材料制成 的相
不闷热 ， 以亚 麻 服装 有天 然空 调 的美誉 。 所
３ 蓄 热调 温的相变纤维
相变纤维是利用物质相变过程 中释放或吸收潜 热、 保持温度不变 的特性开发 出来 的一种 蓄热调温 功能纤维 。其相变 主要 表现 为液 态与 固态间 的转
变 ， 固体 中的 晶一 晶 、 或 晶一 液 及其 分 子聚 集态 结构
变微胶囊和特殊修饰的纳米 级负离子发射材料 ， 加
工而成的多功能纤维 。纤维 的载体材料可广泛采用 经 天然 蛋 白质 （ 如酪 蛋 白 、 毛 角蛋 白 、 羊 大豆 蛋 白 、 珍 珠蛋白等） 改性的高聚物（ 如聚丙烯腈 、 聚乙烯醇、 纤 维素等 ） ［ 。 该纤维具有优于普通腈纶纤维的 良好手感和物 理特性。有关研究表 明， 其纤 维相变焓 吸热 主值范 围在 ２ ～３ ７ ５℃之间 ， 相变吸热值达到 ｌ 以上 ， ４Ｊ 放热范 围在 １ ～２ ７ ６℃之间 ， 相变放热 值同样达 到 １ ／ ４ ｇ以上 ， Ｊ 而普通牛奶蛋 白纤 维和天然纤维不具 有此 功能 的 。 由于纤 维载 体还 含有 大 量具 有 生理 活 性的蛋 白质 ， 以还有很好 的营养皮肤性和高于一 所 般化纤的吸湿性 、 导汗性 。该纤维可与不 同纤维混 纺， 且混纺的纤维 同样具有双 向智能调温和很好的 营养皮肤性能。
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关于智能调温纤维的概述
摘要：智能调温纤维是相变材料技术与纤维制造技术相结合开发的一种新型功能性纤维，可随外界环境温度的变化通过相变、吸收或放热来调节温度．从智能调温纤维的调温机理、相变材料的选择、加工方法(中空纤维浸渍法、熔融复合纺丝法、涂层法、微胶囊复合纺丝法)、性能评价以及国内外发展现状等方面进行了综述，并指出了目前智能调温纤维存在的不足之处。
关键字：智能调温纤维调温机理用途性能评价
智能调温纤维是将相变材料技术与纤维制造技术相结合开发出的一类新型功能性制品,具有双向温度调节作用。当外界环境温度升高时,纤维中包含的相变材料发生相变,从固态变为液态,吸收热量储存于纤维内部；当外界环境温度降低时,相变材料从液态变为固态,释放出储存的热量,这种吸热和放热过程是自动的、可逆的、无限次的。因而，智能调温面料有助于保持人体体表温度,带给人体舒适性的同时还能节省空调能耗，低碳环保[1]。
1 智能调温纤维的调温机理
智能调温纺织品的调温机理与传统保温衣物有明显不同：传统衣物主要是利用空气热传导率极小的特点，采用提高织物内部静止空气的方法来避免热量散失的，其绝热效果主要取决于织物的厚度和密度，且其保温效果受外界压缩和水分的影响；智能调温纺织品利用其内部的相变材料来调节热量而不是隔绝热，是一种对水分和外界压力影响不敏感的，能为人体提供舒适微气候环境的全新保温纤维B·PAUSE测试了普通纺织品的热阻值和含有相变材料纺织品的热阻值，结果如表1所示[2]。
表1 织物的基本特征与保温性能
热阻/clo
试样面密度/(g·m-2) 厚度/mm
静态动态总热阻
不含相变物质1480 7.8 0.0630 0 0.0630
含5%相变物质1160 6.0 0.0627 0.0773 0.1400
相变材料(Phase Change Materials，简称PCM)的调温机理如图1、图2。
2 智能调温纤维的原料选择
相变材料能随环境温度的变化而发生相转变，但并不是能发生相转变的物质就可作为相变材料。相变材料选择是制备智能调温纤维及其纺织品的第一步，作为适宜工业化应用的相变材料应具有以下特点[3]：
a)合适的相变温度。相变材料的应用领域、具体的应用场合不同，所要求的相变温度不同，应根据具体的应用要求，选择具有适宜相变温度的相变材料。
b)储热能力强。一方面要求材料的相变潜热(相变焓)大，另一方面要求单位质量和单位体积材料储存的热量多(即储热密度大)。
c)在相变过程中的体积变化小。在相变过程中，相变材料的体积变化越小越好，相变时体积变化大的相变材料难以在实际中应用。
d)相变过程的可逆性好。
e)导热快，即相变材料具有较高的传热能力，吸热和放热的速度快。
f)化学性质稳定，无毒，无腐蚀性，不易燃。
g)结晶速度快，过冷程度低。
h)密度大。许多应用场合要求相变材料具有
较大的密度，以减小体积。
i)价格低。
相变材料分为无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料．迄今为止，已开发和应用的单一型相变材料有500多种，还有通过复合技术开发和应用的具有
独特相变特性的复合相变材料，但是能完全符合述要求的材料很少。通常用于纺织品的相变材料有[4]：
(1)无机相变材料，如MgCl2·6H20、CaCl2·6H20、Na2SO4·10H2O、
Na2HPO4·12H2O等，相变温度小于35℃，相变热为100～300 J/g；(2)有机相变材料，如有机酸酯类、多元醇类、高级烷烃类和有机酯类等，应用较多的相变材料直链烷烃的相变热可达200～300 J/g、相变温度为l8～40℃．表2是一些可用于纺织品的相变材料的物理性质．通过合理复配能够得到在一定温度范围内具有调温作用的复合相变材料，如表3所示。
表2 一些烷烃的物理性质
烷烃熔点/℃结晶温度/℃热焓/(J·g-1)
十六烷18.5 16.2 237
十七烷22.5 21.5 213
辛烷28.2 25.4 24.4
壬烷32.1 26.4 222
3 智能调温纤维的加工方法
3.1 中空纤维浸渍法
中空纤维填充相变材料始于20世纪80年代中期，该法是将中空纤维浸渍于相变材料溶液中，使中空部分充满相变材料，再将纤维两端封闭，缺点是中空纤维
浸渍法存在封端困难。20世纪80年代初，Vigo等人将无机固一液相变材料CaCl2·6H2O、SrC12·6H2O充填到人造丝和聚丙烯等中空纤维。20世纪80年代中期，他们又将聚乙二醇整理到织物表面和封入到中空纤维内部[5]。东华大学研究了将三羟甲基乙烷/新戊二醇二元体系固一固相变材料采用水溶液真空填充的方法填充到涤纶中空纤维，得到了相变材料填充率为24％的调温纤维。用中空纤维填充法制得的调温纤维内径较大，相变物质残留于纤维表面，故易于渗出和洗出，作为服用纤维使用还有很大局限性。
3.2 熔融复合纺丝法
低温相变物质的熔融粘度很低，无可纺性。单纯将相变物质用于熔融复合纺丝很困难，加人增塑剂后可以用于纺丝。将石蜡烃类相变材料混合一定的二氧化硅粉末，与聚烯烃进行熔融纺丝，可以得到相变温度为15～65℃的调温纤维。国外有人以聚丙烯（PP)和分子质量为1000—20000的聚乙二醇(PEG)及增稠剂为主要原料，采用熔融复合纺丝法研制出了蓄热调温纤维[6]。
3.3 涂层法
涂层法是把相变物质固定到织物上的简便易行的方法。将聚乙二醇用2D树脂(DMDHEU)在氯化镁及对甲基苯磺酸催化下，将其固着在纤维上，经处理的织物最高的热焓达26.75 J/g，缺点是经过整理的织物因树脂固着而手感变硬[7]。采用二异氰酸酯、乙二醇与聚乙二醇聚合得到具有防水透湿性的调温涂料可以涂覆在纺织品表面获得调温功能。用聚乙二醇和2D免烫树脂整理剂混合整理棉、麻等纤维素织物，在酸性催化剂作用下经浸轧一焙烘工艺得到具有一定调温功能的面料。天津工业大学将正硅酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水常温水解聚合成二氧化硅网状结构凝胶，然后加人醇类相变材料而制成复合相变材料，最后将复合相变材料与粘合剂混合后涂覆在纺织面料的表面而制成智能调温纺织品，并获得了国家专利。
3.4 微胶囊纺丝法
将平均直径1—5 µm的含有相变物质的微胶囊与成纤聚合物溶液混合后纺丝，其他工艺与复合纺丝相同。随着高分子合成技术的发展，生产工艺简单化，使相变材料主要以微胶囊形式出现，采用微胶囊技术包覆相变复合材料。微胶囊法是目前加工相变纤维最先进的方法之一，它已经成功地应用于聚丙烯腈系列纤