蓄热调温纤维

蓄热调温纤维的国内研究进展
• 2008年，王素玲、张志会选用腈纶型 Outlast蓄热调温纤维和棉纤维按65/35比 例混纺，探讨了生产Outlast蓄热调温纤维 织物的生产技术要点。针对Outlast纤维中 含有微胶囊的结构特性，认为在生产过程 中必须保证纱线通道光滑、平整，防止微 胶囊的破裂。
蓄热调温纤维的国内研究进展
• 北京服装学院材料科学与工程学院北京市服装材 料研究开发与评价重点实验室王学海等人使用相 变微胶囊与聚丁二酸丁醇酯（PBS）切片混合，采 用熔融纺丝工艺制备了蓄热调温纤维，当微胶囊 含量为10%时得到的纤维试样在29.3℃时有 16.1J/g的熔融相变焓，但纤度为44.3tex，其力 学性能几乎下降了一半。
蓄热调温纤维的用途
• （3）床上用品
蓄热调温纤维可储存和释放能量，开发出的智 能调温床上用品，可将床上的温度和湿度保持在 理想的范围内，改善人们的睡眠状，提高睡眠质 量，主要用于开发生产床垫、床垫褥、棉被和毛 毯等。
• （4）军事用品
蓄热调温纤维用于生产红外线伪装服可以降低 热红外辐射，从而有利于躲过热红外探测。此外， 还可以用于制造军用冷热作战靴、飞行保暖手套、 潜水服、 冬季服装和微气候冷却服装等。
蓄热调温纤维的国内研究进展
• 2006年，窦海萍等人采用Outlast空调纤维与细绒 棉为混纺原料，进行了混纺色织物开发的生产实 践。所采用的混纺比为50/50，并指出生产中所遇 到的主要问题就是Outlast蓄热调温纤维的静电问 题。 • 2007年，董家瑞介绍了Outlast技术的工艺以及 Outlast蓄热调温纤维调温原理和特点，并阐述了 Outlast蓄热调温纤维的应用及其产品需要达到的 Outlast的含量。
相变材料简介
• 相变材料是以各种各样的形式存在于自然 界中的物质。它是一种利用相变潜热来贮 能和放能的化学材料。相变材料是指在一 定的温度范围内，利用材料本身相态或者 结构变化，向环境自动吸收或释放潜能， 从而达到调控环境温度的一类物质。 • 由于选用相变材料时应用温度范围和相变 材料价格因素的影响，从而使得相变材料 的选用范围缩小，有时为了达到良好的温 度范围需要混合使用三种以上的相变材料
蓄热调温纤维的国内研究进展
• 2008年，赵连英等人分别对粘胶型和腈纶型 Outlast蓄热调温纤维的各项性能进行了研究，并 采用Outlast蓄热调温纤维分别与棉、天丝、丝光 羊毛等纤维进行混纺，设计开发了分别用于加工 蓄热调温T恤、内衣和毛衣的3种混纺调温纱线。 所加工成的服装具有明显的智能调温功能，并且 取的了Outlast蓄热调温纤维的吊牌。实践中还对 混纺中各工序的工艺参数进行了探讨。
相变材料的分类
• （2）有机相变材料主要有石蜡类、高级脂肪烃类 、醇类、脂肪酸类及其脂类等小分子相变材料， 其中包括了聚合多元醇、聚酯、聚环氧乙烷、聚 酰胺、聚烯烃等。这类相变材料固体成型性好、 不易发生相分离过冷现象、腐蚀性较小且性能稳 定，但与无机相变材料相比则有导热性较差、密 度小等缺点。 • （3）复合相变材料包括无机类和有机类相变材料 混合物及相变材料与非相变材料的混合物两大类
蓄热调温纤维的国内研究进展
• 清华大学张寅平等人在非典期间研制的医用降温 服是将其设计成类似于防弹衣的铠甲形式，上面 布置有多个用于装降温袋的口袋，且每个口袋都 有封口。使用时将降温袋装入降温服的口袋里， 利用相变潜热进行降温。 • 2005年7月初，江苏丹盛纺织有限公司研发的奥特 佳登月蓄热调温纤维棉型机织产品通过了江苏省 省级鉴定。这是我国国内第一个开发蓄热调温纤 维机织面料的报道。
蓄热调温纤维的国内研究进展
• 2010年，张声诚、陈慰来对棉/丝光羊毛/outlast蓄 热调温纤维混纺纱的开发进行了研究。指出在混 纺纱制备过程中各工序应采用“多梳少打、轻压 慢速”的工艺原则。在Outlast纤维含量为40％左 右时，混纺纱的强伸性能较好，并首次提出 Outlast蓄热调温纤维向外层分布有助于提高混纺 纱的强力。同时指出，虽然混纺比可能会造成混 纺纱中纤维分布的变化，但是纱线的蓄热调温功 能是否显著主要还是取决于混纺纱线中Outlast蓄 热调温纤维的含量。
蓄热调温纺织材料的调温原理
• 蓄热调温纺织材料的调温机理与传统衣物 有着明显不同：传统衣物主要是空气热传 导率极小，通过提高织物内部静止空气的 方法来避免热量散失，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 外界压力和水分的影响；蓄热调温纺织材 料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。
蓄热调温纺织材料的调温原理
蓄热调温纺织品的制作方法
• （1）织物整理法：是通过浸轧或涂层的方 式，将相变材料直接施加或使用交联剂等 整理在织物上，从而获得具有储能调温功 能的纺织品。这种加上方法简单，但存在 相变材料含量低、加工后产品手感和服用 性能变差的缺点，耐洗涤性较差。
蓄热调温纺织品的制作方法
蓄热调温纤维的国内研wenku.baidu.com进展
• 天津工业大学功能纤维研究所于1993年开始从事 蓄热调温纤维的开发工作，2000年底成功完成相 变物质熔融复合纺丝，研制出了相变物质含量在 16%以上，单丝纤度5dtex的蓄热调温纤维，获得 了国家发明专利。天津工业大学功能纤维研究所 发明了耐高温相变材料微胶囊和熔纺蓄热调温纤 维技术在升温和降温过程中其内部温度较普通纺 织品低或高3 ℃以上，持续时间可达30min。
蓄热调温纤维的用途
• (2) 医疗用品
通过采用不同的相变材料制成多种温度段和 适合人体部位形态的热敷袋、湿热毯、治疗垫等， 可以对病人的病情起到良好的辅助治疗作用。将 调温功能和抗菌功能相结合的纺织品，可用于服 装和医用防护服等，蓄热调温织物用做医用恒温 绷带，可防局部温度过高，防止出汗引起伤口感 染，影响伤口愈合，也可防止冻伤，还可用于烧 伤病人服装等；在理疗上，利用相变材料温度的 调控性能，对病人的病情起到良好的辅助治疗作 用
蓄热调温纺织品的制作方法
• （4）中空纤维浸渍法：早期的相变调温纤维通常 是将中空纤维浸渍在相变材料中，使纤维的中空 部分充满相变材料溶液，经干燥后将纤维两端封 闭而制得。中空纤维浸渍填充法生产相变调温纤 维时，由于所用纤维的直径较大，这种方法在工 业中难以推广。
蓄热调温纤维的用途
• (1) 服装领域 蓄热调温纤维最初主要用来做太空服， 在运动性服装上可制成滑雪服、滑雪靴、 手套、袜类以及鞋帽等，它可吸收环境或 运动员剧烈运动产生的大量热量，从而尽 可能维持人体表温度的恒定，保持人体的 舒适感。在普通服装运用上，主 要用在衬 衫、裤子以及内衣面料的生产上。
相变材料的分类
• 2、按相变过程的形态分类，可分为固—液相变、 固—固相变、固—气相变、液—气相变四种相变 形态。现在发展快。研究应用较多的是固—液和 固—固相变形态。固—气相变及液—气相变由于 在相变过程中材料体积变化较大，尽管它们相变 潜热较大，但实际应用有很多的困难。 • 3、按相变温度分类，可分为低温型（温度大概在 15~90 ℃）、中温型（90~150 ℃）和高温型（大 于150 ℃）。中温、高温型主要是一些无机类、 氧化物、金属合金等，适用于一些特殊的高温环 境。中、低温型主要是一些无机水合物、有机物 、高分子材料。
蓄热调温纤维的国内研究进展
• 河北省保定雄亚纺织集团与美国安伯士国际集团 合作，采用美国太空总署开发的相变调温纤维与 高级洛科绒合制，开发出“安伯士”调温洛科绒 2950型号绒线。 • 2008年3月于中国国际纺织技术展览会上，河北吉 藁化纤有限责任公司协同北京巨龙博方科学技术 研究院联合发布了蓄热调温纤维品最新研究进展， 推出了粘胶型蓄热调温纤维—丝维尔。
蓄热调温纤维及织物研究工作重点
• 1、开发和研制热性能优异的新型相变材料、多种 复合技术，提高相变材料的可行性和经济性。 • 2、加强研究相变材料的长期热稳定性，特别是相 变材料与纺织材料结合后，主要热性能指标的变 化。 • 3、相变材料的用量问题，在纤维中加入相变材料， 会导致纤维力学性能的下降，解决焓值与力学性 能之间的矛盾。 • 4、规范相变材料热性能的检测方法，探讨更符合 实际使用情况的智能调温织物的调温性能评价方 法。
相变材料的分类
• 1、按材料的化学类别分，可分为无机相变材料、 有机相变材料和复合相变材料三类。 • （1）无机相变材料主要是单纯盐。水合化合物、 碱金属与合金、高温熔化盐类和混合盐类等。无 机相变材料熔解热大、有固定的熔点、相变体积 变化小，但无机盐在相变循环过程中容易失去结 晶水，使潜热降低并出现过冷及分层现象，影响 产品的使用寿命，且有腐蚀性、价格较高等缺点 ，在调温纺织材料制备中应用较少。
蓄热调温纤维的国内研究进展
• 东华大学纤维材料改性国家重点实验室，以相变材 料为芯材，以脲醛树脂为囊材，通过原位聚合法制 备出具有蓄热调温功能的微胶囊相变材料。东华大 学纺织学院李发学等人提出：在已开发出的新型近 红外伪装服的基础上，通过复合相变温度与环境温 度一致的相变材料，能够可逆地吸收或释放大量潜 热（人体或探测仪发射的热红外能量），且物体表 面温度始终保持与环境温度一致，从而使这种新型 红外伪装服对于主、被动式热红外探测仪均具有伪 装效果。
• （2）微胶囊处理法：该方法是将相变 物质包裹在微胶囊内,含有相变物质的 微胶囊随着外界环境温度的变化,相应 地吸收或释放能量。将含有相变物质 的微胶囊整理到织物表面,可以得到相 变智能调温纺织品。
蓄热调温纺织品的制作方法
• （3）纺丝法：是通过将相变材料添加到纺丝聚合 物的熔体或溶液中，然后进行纺丝加工，或进行 皮芯纺，将相变物质如石蜡纺制在纤维内部，从 而得到含有相变物质的相变调温纤维。采用纺丝 法生产相变纤维时，相变材料可以采用微胶囊形 式，也可以采用非微胶囊形式的高分子相变材料， 或采用将相变材料接枝到高聚物上。利用纺丝法 生产的相变纤维，由于相变材料均匀分布在纤维 内部，相变材料不易泄露，因此调温效果耐久性 和耐洗涤性能好。
蓄热调温纤维及其纺织品
孙慧 1511093006
蓄热调温纺织品简介
• 蓄热调温纺织品是一种通过在室温上下能够发生 相变的物质与纺织品结合后,能够在室温上下吸收 或放出热量的纺织材料。在一定温度范围内，蓄 热调温纺织品能根据外界温度的变化来吸收或者 放出热量，从而进行双向温度调节，在纺织品周 围形成基本恒定的微气候环境。在环境温度升高 时，蓄热调温纺织品能够吸收热量，而在环境温 度降低时，则能够放出热量。这类纺织面料能够 在环境温度剧烈变化的过程中，减小皮肤表面温 度的波动，营造一个相对稳定的微气候环境。并 且，蓄热调温纺织品的这种吸热和放热过程是自 动的、可逆的、无限次的，很好地满足了人们对 服用舒适性的要求。
相变材料应具备的条件
• （3）在物理性能方面，要求体积膨胀率小，蒸汽 压低而密度较大。 • （4）在经济性能方面，应当原料易购、价格便宜 • 适合纺织服装使用的相变材料要根据不同的气候 及用途，选择与使用温度相一致的相变温度范围 。因此，蓄热调温纺织品研制所使用的相变物质 的相变温度通常在0~50℃。
相变材料应具备的条件
具有使用价值的相变 材料应具有以下性质： • (1)在热性能方面，要有合适的相变温度、较大的 相变潜热。合适的导热性能（导热系数比较大， 对热变化的响应比较快，能较快地吸收和释放能 量）。 • （2）在化学性能方面，要求性能稳定、相变可逆 性好、过冷或过热现象小，而正过程与逆过程的 方向仅以温度来决定；无毒、无腐蚀性、不易燃 。具有较快的结晶速度和晶体生长速度，并要求 在相变过程中不应发生熔析现象，以免导致相变 介质化学成分的变化。
蓄热调温纤维的国内研究进展
• 2009年，颜超、周培剑等研究了粘胶型Outlast蓄 热调温纤维与真丝不同混纺比交织织物的调温性 能，并指出当粘胶型Outlast蓄热调温纤维含量为 57％时，所开发的织物具有良好的调温性。 • 2009年，山东基德集团高建丽、赵华通过对 Outlast蓄热调温纤维的性能分析，制定了高档色 织用CJ／Outlast纺赛络纺纱线的纺制工艺，研究 Outlast蓄热调温纤维在混纺纱线中的关健技术。