【紡織原料】能改變溫度的纖維

奶茶色月季 2022-10-27 發(fā)布于江蘇

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隨著纖維制造技術(shù)的進(jìn)步，目前涌現(xiàn)出很多功能性纖維，其中有些纖維還具有能夠改變溫度的功能，比如自帶冰涼感的纖維、能捕捉熱量的纖維等，神不神奇？

1 自帶冰涼感的纖維

近幾年，隨著技術(shù)進(jìn)步和纖維成本的進(jìn)一步下降，高分子量聚乙烯纖維在民用領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)發(fā)進(jìn)入了快車(chē)道，由該纖維紡制紗線(xiàn)織成的面料，具有明顯的冰涼感，且經(jīng)久耐用，廣泛應(yīng)用于床墊、坐墊、涼席、冰袖及運(yùn)動(dòng)服等領(lǐng)域，由于其涼爽、親膚的觸覺(jué)感受，給消費(fèi)者帶來(lái)了全新的生活體驗(yàn)。

聚乙烯纖維又稱(chēng)乙綸，是聚烯烴纖維的一種。該纖維具有較高的導(dǎo)熱速率，可以迅速地將熱量疏導(dǎo)出去，常被用作涼感材料。使用該纖維材料織成的織物手感絲滑，具有仿真絲的效果。同時(shí)，該材料本身化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有一定的疏水性和抑菌防霉功能，是一種綜合性能優(yōu)良的纖維新材料。將高分子量聚乙烯與其他纖維復(fù)合共紡，可提高纖維本身的柔軟性，同時(shí)保證纖維的涼感度。另外，復(fù)合紡絲技術(shù)的應(yīng)用，可以使面料做出緞紋的效果，增加了產(chǎn)品的豐富度和可選擇性。

使用聚乙烯纖維制成的床墊和涼席，在炎熱的夏天可將室內(nèi)空調(diào)溫度調(diào)高1-2℃，可節(jié)省7-8%的電費(fèi)，減少800g的碳排放量，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果；制成的運(yùn)動(dòng)服接觸皮膚后會(huì)產(chǎn)生1-2℃的瞬間涼感溫度，太陽(yáng)長(zhǎng)時(shí)間照射會(huì)產(chǎn)生體表溫度降低3-4℃的涼感溫差，可明顯降低出汗率及悶熱感，緩解疲勞狀態(tài)。

2 保溫性能超強(qiáng)的纖維

中空纖維和超細(xì)纖維是化學(xué)纖維中保暖性能較好的纖維。研究發(fā)現(xiàn)纖維材料的保暖性能與纖維材料內(nèi)部靜止空氣含量成正比，與纖維直徑成反比，與整體材料密度成反比。氣凝膠纖維具有孔隙率極高、密度超低等顯著特征，理論上是隔熱保溫效果最好的一種纖維，有望取代超細(xì)纖維成為下一代保暖纖維的最重要發(fā)展方向。

凱夫拉氣凝膠纖維是通過(guò)溶解杜邦TM的Kevlar纖維獲得納米纖維分散液，然后進(jìn)行濕法紡絲、特種干燥等過(guò)程制成的，孔隙率高達(dá)98%，比表面積達(dá)240m2/g，該氣凝膠纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可以任意彎曲、打結(jié)、編織等，具有優(yōu)異的隔熱性能，常溫下熱導(dǎo)率僅為0.027W/m·K，在低溫下其隔熱性能是棉布的2.8倍，可在-196-300℃的極端環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮隔熱保溫性能；具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，可進(jìn)行染色、疏水化、化學(xué)鍍等多種改性，且不損傷氣凝膠主體骨架結(jié)構(gòu)。重要的是該氣凝膠纖維也可以通過(guò)填充相變材料制備成空調(diào)纖維，其熱焓值可達(dá)162J/g，遠(yuǎn)超現(xiàn)有空調(diào)纖維的熱焓值。

3 可讓衣服自己變溫暖的纖維

生活中，普通貼身衣服剛穿上時(shí)人體會(huì)感覺(jué)到寒冷，這是因?yàn)槠つw與衣物間有冷熱溫差，從而發(fā)生了熱傳導(dǎo)，常常是用身體捂熱了衣服，尤其是在冬天的早晨令人苦惱，很不舒服。

易熱寶纖維是一種高回潮的改性腈綸纖維，引入了大量的-OH、-NH3、-COOH、-CONH等親水性基團(tuán)，吸濕性很高，在溫度20℃和相對(duì)濕度65％的環(huán)境下，吸濕能力約是棉花的3.5倍。同時(shí)該纖維可以根據(jù)環(huán)境長(zhǎng)期反復(fù)進(jìn)行吸放濕(呼吸)式循環(huán)，吸濕的同時(shí)產(chǎn)生吸附熱，即吸水后可自行發(fā)熱。因此，這種纖維可以令織物吸收人體發(fā)出的濕氣（微量水分）而產(chǎn)生熱量，加快平衡皮膚與衣物的溫度，緩和調(diào)節(jié)兩者溫差。此外，易熱寶纖維極高的吸濕性能可以防止出汗后的冷感，讓衣內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間干爽舒適，一直具有暖融融的感覺(jué)。

4 搭載相變材料的空調(diào)纖維

相變調(diào)溫纖維利用物質(zhì)相態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)吸收或放出熱量的原理，雙向調(diào)節(jié)身體微環(huán)境溫度，在環(huán)境溫度較高時(shí)具有吸熱功能，在環(huán)境溫度較低時(shí)具有放熱功能。Outlast纖維就是一種通過(guò)相變調(diào)節(jié)溫度的人造纖維素纖維，它在粘膠纖維中摻入微膠囊，使用微膠囊包裹熱敏相變材料碳?xì)浠?，隨著溫度變化，發(fā)生固態(tài)、液態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到吸熱、放熱的效果。

Tempsense相變調(diào)溫纖維以微膠囊包覆相變材料技術(shù)為依托，具有“感知”能力，以潛熱交換的方式吸收或釋放熱量，雙向調(diào)節(jié)肌膚微環(huán)境溫度，使人體處于舒適的溫度范圍，實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼、四季如春的效果。經(jīng)溫度檢測(cè)，調(diào)溫面料與普通面料的最大溫差達(dá)4℃。因其性能穩(wěn)定，已在家紡、填充、嬰童、襯衫、內(nèi)衣、T恤等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

5 能夠控制熱量傳輸?shù)募喚€(xiàn)

有研究人員用涂有導(dǎo)電金屬的特殊工程紗線(xiàn)制成了一種可以自動(dòng)調(diào)節(jié)穿過(guò)其熱量的織物。在濕熱的條件下，紗線(xiàn)會(huì)收縮并激活涂層，從而改變織物與紅外輻射的相互作用方式。研究人員把這種作用稱(chēng)為紅外輻射的“門(mén)控”，是一個(gè)可調(diào)諧的盲板，可以傳輸或阻擋熱量。

這種新型紡織品的底紗是由兩種不同的合成材料制成的纖維制成，一種材料吸水，另一種材料防水，同時(shí)碳納米管作為一種特殊的輕質(zhì)碳基導(dǎo)電金屬涂覆在底紗上。因?yàn)槔w維中的物質(zhì)既能抵抗水分又能吸收水分，所以當(dāng)纖維暴露在潮濕的環(huán)境中，比如出汗的身體周?chē)?，纖維就會(huì)發(fā)生翹曲，使紗線(xiàn)更緊密地結(jié)合在一起。這樣會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)作用：一是打開(kāi)織物上的毛孔，出現(xiàn)一個(gè)小的冷卻效果，因?yàn)槠湓试S熱量逃逸；二是改變了涂層中碳納米管之間的電磁耦合，可以把這種耦合效應(yīng)想象成無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)的彎曲，從而改變與之共振的波長(zhǎng)或頻率。

在服裝中，這意味著面料與人體散發(fā)的熱量相互作用。根據(jù)調(diào)節(jié)的不同，這種織物要么阻擋紅外輻射，要么允許其通過(guò)。這種反應(yīng)幾乎是瞬間產(chǎn)生，所以在人們意識(shí)到自己變熱之前，衣服就已經(jīng)在給他們降溫了。也就是說(shuō)，紡織品會(huì)隨著汗液或溫度的升高而增加孔隙度，同時(shí)紡織品也會(huì)傳輸與體溫相關(guān)的紅外輻射。而當(dāng)人體冷卻下來(lái)時(shí)，動(dòng)態(tài)門(mén)機(jī)制開(kāi)始反向工作，以捕捉熱量。

來(lái)源：纖維檢測(cè)

編輯：中國(guó)紗線(xiàn)網(wǎng)

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