南亚芹的纤维世界分享 http://blog.sciencenet.cn/u/nanyq 用心去做,让世界多一点温暖

博文

智能调温纺织品

已有 4155 次阅读 2011-7-21 23:30 |系统分类:科普集锦| 纺织品

    调温纺织品,也称为适温纺织品、含相变材料/相变材料微胶囊纤维、相变纤维以及温度调节织物等。自动调温纤维/纺织品是将相变蓄热材料技术与纤维和纺织品制造技术相结合开发出的一种高技术产品。

    近二三年在美国和欧洲市场上出现的0utlast纤维是一种利用相变材料微胶囊技术开发的新型纤维。含有相变材料的纺织品在外界环境温度升高时,相变材料吸收热量,从固态变为液态,降低了体表温度。相反,当外界环境温度降低时,相变材料放出热量,从液态变为固态,减少了人体向周围放出的热量,以保持人体正常体温,为人体提供舒适的“衣内微气候”环境,使人体始终处于一种舒适的状态。这类纤维材料可主动地、智能地控制周围的温度,故又称为智能纤维。自动调温纤维和纺织品可用于普通服装、运动服装、职业服装、室内装饰、床上用品、鞋袜以及医疗用品。

    相变材料分类

    (1) 无机类

    无机类固-液相变储能材料主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等。其中最典型的是结晶水合盐类,它们有较大的熔解热和固定的熔点。其本质是指脱出结晶水的温度,脱出的结晶水可使盐溶解而吸热。降温时其发生逆过程,吸收结晶水而放热。相变机制表达如下:

    AB·mH20→AB+mH20+Q

    AB·mH20→AB·pH20+(m-p)H20+Q

    其中m和p为结晶水的个数,Q为融解热。

    这类物质用得较多的是碱金属和碱土金属的卤化盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐等盐类的水合物,具有代表性的有:Na2SO4·10H20、Mg(N03)2·6H20、MgC12·6H20、CaC12·6H20、CaBr2·6H20、Zn(N03)2·6H20、NH4A1(SO4)2·12H20、Na2S203·5H20、LiN03·3H20、KF·6H20、Na2HP04·12H20、CH3C00Na·3H20等等。

    (2) 有机类

    这类相变材料常用的有:高级脂肪烃类、脂肪酸或其酯或盐类、醇类、芳香烃类、芳香酮类、酰胺类、氟利昂类和多羟基碳酸类等另外高分子类有:聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、聚烯酸类、聚酰胺类以及其它的一些高分子。

    现阶段纺织品上主要应用微胶囊包覆石蜡类相变材料,通常称为Micro-PCM 。

    Micro-PCM具有如下特性:(1)提高了传统PCM的稳定性。如传统PCM稳定性差,易发生过冷和相分离现象。形成微胶囊后,这些不足会随着胶囊微粒的变小而得到改善。(2)强化了传统PCM的传热性能。Micro-PCM颗粒微小且壁薄(0.2μm~1μm),提高了PCM的热传递和使用效率。(3)改善了传统PCM的加工性能。Micro-PCM颗粒微小,粒径均匀,易于与各种高分子材料混合构成性能更加优越的复合高分子相变材料。

    表一 石蜡系相变材料

化合物

碳原子数

相变温度

n-Heneicosane

21

40.5

n-Eicosane

20

36.8

n-Nonadecane

19

32.1

n-Octadecane

18

28.2

n-Heptadecane

17

22.0

n-Hexadecane

16

18.2

n-Pentadecane

15

10.0


    相变智能纤维的制备

    (1) 涂层法 采用浸→轧→烘→皂洗工艺得到相变材料的织物,浸渍液中含Micro-PCM、交联剂、催化剂等。这种方法是将相变高聚物附着在纤维表面,故对织物手感以及使用中的稳定性都存在问题,而且相变材料进行交联后调温性能可能发生改变。

    (2) 中空纤维填充法 在织造前,利用特殊方法将中空部分密封,将Micro-PCM充填到中空纤维的中空部分,利用相变材料而产生可逆蓄热和防热性能,然后用树脂将纤维进行包覆,防止相变胶囊外泄从而达到持久调温效果。

    (3) 纺丝法 将Micro-PCM直接分散在纺丝熔体或溶液内进行纺丝,或将含有Micro-PCM的纺丝组分作为岛或芯组分,聚酯、丙纶等作为皮组分制备耐久效果更好的相变纤维,现阶段主要应用的为溶液纺丝和熔融纺丝技术。最早应用的为溶液纺丝技术纺造相变腈纶纤维,目前研究的热点为采用熔融纺丝工艺,所以制备耐高温的微胶囊成为开发的难点。

    (4) 泡沫法 使用水吹法得到的泡沫很柔软,其中蓄热调温微胶囊均匀分布,增重约35%~48%,但撕破强力很低,通常适合做服装衬里。Outlast曾授权Lendell制造公司生产这种软泡沫材料,美国Frisby公司将蓄热调温微胶囊嵌入轻型的泡沫材料中,已用于头盔、手套和靴子等防护用品中。



https://wap.sciencenet.cn/blog-543019-467101.html

上一篇:新型纤维在军事防护服装领域的应用(论文选)
下一篇:最新防弹服:更好的防护纤维,更低的成本价格
收藏 IP: 61.51.76.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-7-20 15:33

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部