相转变材料PCM在纺织品中的应用

相转变材料相转变材料PCMPCM在纺织品中的应用在纺织品中的应用 纺织科学研究 相转变材 在纺织品中的应用 一 摘要 主题词 引言 张锡玮 织科莩 蕊 中国纺织科学研究院总工室 简述了相转变材 的工作原 制备方法及其在纺织品中的应 塑苎 盐 作 论制造方式 胄三 旦 白 淑袭 凉匠 南 冀 屯闭 人们从教课书上早就学到了相转变材 及其过程 长期以来 人们一直在寻求相转变材 在各 个领域的应用 相转变材 在纺织上的应用则始于 代初 人们试图做成 冷时能保温 热时能 散热 的所谓 空调服 现在终于找到了这种材 相转变材 并用在滑冰服 手套 鞋 袜子等服饰方面 而且正在延伸到医疗卫生 保健 军用等领 域 随着人民生活水平的日益提高 这种材 在纺织上的应用将会有非常好的前景 工作原 这 所指的 是一种能在一定温度范围内从液态转变为固态 或从固态转变为液态的相 转变材 它在加热过程中从周围吸取热 获得破坏保持固态结合 所需的能 也就是从固态 转变为液态所需的能 在这一相转变过程中 温度 再升高 即吸收大 的潜热 此时 和周 围环境或物质的温度保持恒定 当相转变完成后 进一步加热 温度继续升高 反之 在冷却过程中 当达到 的结晶温度时 这种潜热就被释放出来 液态变为固 态 在这一相转变过程中 这种材 和周围环境或物质的温度同样保持 变 在相变时 单位物质的吸热 和放热 要远远高于相变 完成后每升高或降低 所吸收或放出的热 例如 在冰化成水的相变过程中 大约要吸收 的热 而在变成水后再继续加热时 水每升高一度温度仅吸收 的热 两者相差几乎达 倍 所谓 空调服 就是利用了 这一工作原 在纺织品中的应用 的选择 目前已经知道有数百种天然或台成的 这些材 的相转变温度 和热容 各 相同 对于 纺织服装等的 要求其相转变温度接近于人体皮肤的温度变 化范围 这类 为一些长链 烷烃 详见表 在实际生产中 要根据最终产品对温度的 同要求来选择烷烃 或是 用一种单纯的烷烃 或是 用 同烷烃的共混物 一 修订日期 一 一 葛一 带 一 第 期 微囊的制备 为了把这些相转变材 应用于纺织品中 人们想出了先把 置于 微囊中 再把微囊置于织 物中的方法 这种微囊是一种直径为 的球型小颗粒 这种小球 内的 呈液态 微囊在 使用中要经得住机械作用 如摩擦 剪切 压 磨损等 还 要经得住热和各种化学试剂 微 囊材 的选择和制备是另 非常重要的技术 在此 作详述 制备舍有 微囊纺织品的方法 在纤维制备过程中加入 把包含有相转变材 的微囊混入纺丝液中 要求微囊足够细 并且能 均匀地分散在纺丝液中 至于堵塞喷丝板 目前这种微囊已在腈纶中应用 把微囊分散在聚丙烯腈纺丝溶液中 采用湿法 纺丝制得微囊 永久地封存在纤维内 这种纤维还可以进一步纺纱 织布 但是至今为止 能够混在 聚酯 尼龙和聚丙烯中进 熔融纺丝的微囊还没有见到 有待于进一 步开发 涂层法 把包含有相转变材 的微囊混入和分散在涂层液 如聚丙烯酸 聚氨 酯或乳胶等涂层材 中 按常规涂层加工方法加工 得到含有 的涂层纺织品 也可作 为一种泡沫塑 分散剂 把它混 入到水性聚氯酯发泡基材中 用干法涂敷 形成含有 的泡沫 塑 微囊在纺织品中的热效应 微囊纺织品的热效应就是通过热调节作用 保持人体表面小 气候温度基本恒定 它由下 面两个效应体现出来 吸热降温效应 即当人体温度或周围环 境温度过高时 吸收热 降低体 表温度 放热保温效应 即当周围环境温度过低时 放出热 减少人体向周围放出热 以保持 正常体温 在纺织品中的应用 为了实现这些热效应 一方面要考虑 微囊的热容 相转变温 度范国和所需调节的温度 范围 另一方面要考虑纺织材 的组织结构 如高密薄型织物有利于 降温 而厚型低密织物则有利 于发挥 的隔热效应 只有根据纺织品的使用要求 综合考虑上述因素 才能设计出具有 最佳 热调节效果的纺织品 下面以空调鞋为例 说明 技术在纺织品中的应用 人们在穿上运动鞋运动时 脚部发热出汗 会导致疼痛 疲劳和 舒 适 因此对鞋的要求也越来 越高 除了质轻 柔软 外形美观之外 还需要热运动时的舒适感 这就 要求鞋子对热和湿气有调节 作用 也就是穿着者的皮肤和脚周国环境之间的热平衡调节 为此 运动鞋的设计者采用了 纺 织材 设计者跟踪测定了被测试者以 速度持续 的跑步 运动后 鞋的各部分的温度变 化 然后根据这些数据来选择 由于 同部位产生的热 和温度 同 所用的 也应 纺织科学研究 同 如鞋头和鞋 所用的 就 相同 穿上这种含有 纺织材 做成的鞋 在热运动中就能 调节温度 感到舒服多了 这就是所谓的 空调鞋 同样原 还可以做成空调服 空调手套等 国 外正在开发 纺织材 在医疗卫生方面的应用 如手术衣 床单 毯子 以及需要特别护 的病 人的服装 床上用品等 用来调节 稳定病人的小气候条件 结论 把相转变材 做成微囊并应用到纺织品中是一门新技术 要用好这项技术 必须综合考虑影响 纺织品热效应的各项因素 目前 国外已将这一技术应用到服装 手套 鞋子 毯子等方面 还将进一 步用于医疗卫生等其它领域 希望在 久的将来 也能在市场上看到中国的产品 参考文献 上接第 页 美国及欧洲一些国家开发生产汽车用空气袋已有多 历史 而我国还 几乎是空白 随着将空气 袋列为汽车标准配置的规则化 标准化 汽车用空气袋将成为我国 产业用纺织品的新兴领域之一 到 为止 我国化纤产 已达 万 为产业用纺织品提供 了丰富的原 资源 在这一 领域 随着我国汽车工业国产化率的加速发展 汽车用纺织品市场 的前景将十分广阔 但同时也 对我国汽车用纺织品的研究和开发提出了