纺织服装网

当前位置:首页
>>
>>
正文

相变(PCM)纺织品性能及用途

近年来,一种新型的舒适性纺织品正引起越来越多的研究人员的关注,通过将相变材料微胶囊与纺织品结合,制造出了能够在室温上下吸收或放出热量的纤维和纺织品,它能够随所处环境的变化而吸收或放出能量,从而减低人体皮肤表面温度的波动,提高服用舒适性。   这种智能调温纺织品最早是Triangle研究发展公司(TRDC)在长沙能治癫痫的医院是哪家美国自然科学基金下进行研究的,他们将相变材料微胶囊添加在纺织品中用于生产更暖、更薄的手套衬,用于在极端低温环境中作业的飞行员和地勤人员。随后,他们又将这种织物应用于生产袜子、内衣、衣服内衬等等。现在,已有相关产品进入了市场。   该产品一经推出,立刻在国际纺织界引起极大轰动。到目前为止,德国、日本、瑞典、韩国、新加坡、葡萄牙、中国等都已开始了这方面的研究。蓄热调温纺织品技术被美国Newsday选为“改变21世纪人类生活的21项革新”之一。可以预见,随着相变材料微胶囊技术的进一步成熟,蓄热调温纺织品将会对我们的生活发挥越来越重要的作用。   制造技术   PCM纺织品的制造技术主要有涂层法和纺丝法两种。   微胶囊涂层技术,研究者采用一种涂层处理基材,涂层剂包括聚合物粘合剂、相变材料微胶囊,涂层剂在特定温度下有特殊的热效应。   实验人员以平均分子量1000的聚乙二醇为相变物质,密封于微胶囊中,涂层于织物表面,制成放热温度7~11℃,吸热温度28~31℃的织物,可用做冷库和登山队员服装。   胶囊纺丝技术主要有两种方法,溶液纺丝和熔融纺丝哈尔滨癫痫哪家医院好 早治疗,早康复,享受健康。美国采用湿法纺丝制造出了添加有含PCM或塑晶材料的微胶囊的纤维。据报道,在蓄热调温腈纶中相变材料的最大加入量为8%,能生产的单丝纤度为2.2dtex。但是,湿法纺丝工艺的纺程较长、污染较大、产量较低,并且微胶囊的理论添加量也较低。   而采用熔融纺丝工艺能够较好地解决上述问题,故采用熔融纺丝法是目前研究的一个热点。美国的TRDC公司从1999年开始就一直致力于相变材料微胶囊在熔纺工艺中的应用。他们对胶囊的耐热性进行了系统的研究,表明直径在10微米左右的胶囊具有最好的耐热性,并将胶囊添加到聚合物熔体中制得了相变材料微胶囊含量为3%的蓄热纤维。我国天津工业大学功能纤维研究所采用熔纺工艺制出了相变材料微胶囊含量在12%以上的蓄热调温纤维。   保温性能   保温性能是指采用传统测试方法测得的保温性能。但是这些方法不适用于含有相变材料的织物的性能评价。因为这些织物中的相变材料会在测试过程中发生吸热或放热效应,从而造成结果偏差。所以对相变纺织品要导入动态保温性能概念。   蓄热调温纺织品的表面或纤维中含有相变温度在室温左右的相变材料,因而在20℃~40℃范围将产生吸热效应,在3℃~10℃范围产生放热效应。   研究者采用自行研制的测试方法测试了癫痫病治疗医院哪家好涂层织物的基础和动态保温性能,结果清楚地显示了微胶囊在提高保温性方面的作用。他们比较了24mm厚的涤纶絮片、0.2mm厚的面料和0.1mm厚的里料与12mm厚的含相变材料的腈纶絮片、0.2mm厚的面料和0.2mm厚含相变材料微胶囊涂层里料的保温性能。结果表明,12mm厚的含相变材料腈纶絮片与24mm厚的涤纶絮片相比,基础热阻降低了30%。但絮片和里料中的相变材料吸热作用使其动态热阻增大了一倍。总体上,新服装的总热阻比原来的服装的总热阻增大了大约60%。   温度调节性能   关于蓄热调温织物和服装的温度调节性能目前仍在进行当中,还没有统一的测试方法或标准。   研究者还将试样纤维的平纹织物和聚对苯二甲酸酯的平纹织物分别贴于金属板上,从常温升温至40℃保持,再降温至5℃。在升温和降温过程中分别使用红外摄像仪观测织物表面温度,求出两种织物的温度差。   另有一种用于量化Outlast纤维纱线、织物性能的非生理检测方法是TRF,用来测量影响温度调节的各种因素。它适用于在实验室模拟真实生活状况的生理测试。这个系统使用连续的环境温度和能量维持一种模拟皮肤的湿度。通过测量皮肤温度如何随着外界能量变化的波动反映织物的动态保温性能。这种能量正是织物和纤维调节温度的决定因素。测试后得到的TRF值的范围在“0”到“1”之间。“0”代表织物有能力适应连续的温度变化,“1”意味着调节温度的能力很差。   经测试,PEG涂层棉织物在滑雪或类似于滑雪的状态下的保温性能,处理织物优于未处理织物75%,可以防止由于天气或风造成的过冷或过热。   我国科研人员以分子量为1000的聚乙二醇等为芯成分,以聚丙烯为鞘成分的复合纤维非织造布为试样,同规格丙纶絮片为对比试样,分别以定温50℃的鼓风干燥箱和定温为0℃的冰箱为恒温源,研究了0℃~50℃的升温过程和50℃~0℃的降温过程中的温差。升温过程中的最大温差为3.3℃,降温过程中的最大温差为61℃。   在气候舱内测试了含有PCM的服装由于PCM的吸热和放热而产生的温度调节作用。实验中,服装样品粘结在模拟皮肤装置上,在不同的时间和代谢速度下测试其温度变化。测试两种服装在-20℃到20℃的变化过程中的温度变化。测试结果表明,在两种温度下,使用新服装的皮肤表面温度处于31℃~35℃的舒适范围。   应用及展望   蓄热调温织物自20世纪80年代以来得到了广泛的研究和发展,关于其未来前景,尽管还不十分明朗,但比较一致的看法是:蓄热调温纺织品技术在改善服装舒适性方面具有防水透湿织物(Gore-Tex、Sympatex)同等重要的作用。   事实上,蓄热调温纺织品并不是一种能够提高保温性的纺织品,而是一种增加服用舒适性的新产品,它可以使你在感到闷热时,降低服内温度,而癫痫病哪家医院治疗比较好在感到寒冷时,提高服内温度,使皮肤温度在环境温度剧烈变化的过程中,始终处于舒适范围,因此它是一种智能型的产品,在外界气温变化过程中,服内温度始终处于舒适温度范围。尽管如此,只有在温度变换较为频繁的环境中,这种纺织品才更容易发挥其作用,否则,释放的能量不能及时得到补充,其将失去温度调节作用。

中国纺织报 蔡利海