蓄熱調溫紡織品的研究現狀與發展趨勢

聞井會 朱芯婭

（遼東學院，遼寧丹東 118001）

蓄熱調溫紡織品是一種新型的高科技紡織品，它能通過相變物質在紡織品表面或纖維中的固液可逆轉變吸收和釋放熱量。這類紡織品可以依據外界環境溫度的變化在特定的溫度空間內自由調節紡織品內部溫度，即當外界環境溫度升高時，可以儲存能量，使紡織品內部溫度升高相對較低；當外界環境溫度下降時，可以釋放能量，所以紡織品內部溫度下降相對比較少，制成服裝后比常規紡織品更具有適合性[1]。

一、簡述蓄熱調溫

1.蓄熱調溫材料

蓄熱材料是一種新型的蓄熱化工材料。在特定的溫度下，如在相變溫度，隨著熱量的吸收或散發，可以用來控制周圍環境的溫度，或用來儲存熱量。它儲存熱量，并在需要時釋放出來，從而提高能源利用效率。調節溫度，使其溫度達到適合溫度。

2.工作過程

蓄熱材料的工作過程包括兩個階段：一個是蓄熱階段，即高峰期的過剩電力、工業余熱或太陽能產生的余熱通過蓄熱材料進行儲存；另一個是放熱階段，即在使用過程中通過釋出蓄熱材料中的能量進行加熱、放熱等。儲能材料可以解決熱能在時間和空間上的不和諧不穩定，獲得高效的能源利用和實現節能減排的目標。

3.蓄熱調溫機理

物質的“相”是指它的氣態、液態和固態。當同一種化學物質從一種狀態或結構轉變為另一種狀態或結構時，這個過程稱為相變。在常溫常壓下，物質以氣態、液態、固態三種狀態之一存在的時候，在特定條件下，相變材料發生相變，吸收或放出的能量稱為相變熱或相變潛熱。

二、相變材料在蓄熱調溫紡織品中的應用

1.相變材料的介紹

相變材料（以下簡稱PCM）是指利用物質的物理相變進行能量儲存和釋放的一類化學物質。在纖維中加入一定量的PCM可制備蓄熱調溫纖維，可以更好地得到蓄熱紡織品[4]。

相變指在一定條件下某些物質自身溫度基本不變而相態發生變化的過程，常見的相變有固-液、液-汽、固-汽相變等。當環境溫度升高或降低時，相變材料會相應地改變物理狀態（固態、液態，汽態），從而可以儲存或釋放能量。相變材料發生相變時會吸收或放出的能量稱為相變熱，也叫做相變潛熱。相對于物質溫度變化時的吸放熱量(顯熱)來講，相變熱要大得多。[5]

2.相變材料在蓄熱調溫紡織品中的應用

研究表明，當人體處于熱平衡時，感覺舒適的皮膚平均溫度在33.4攝氏度左右，身體任何部位的皮膚溫度與皮膚平均溫度的差在1.5～3.0攝氏度范圍內，人體感覺不冷不熱，若溫度差超過4+4.5攝氏度范圍，人體將有冷暖感[6]，因此我們要用到相變纖維。

相變纖維對熱的反應快，能較快地吸收和釋放熱量，根據環境溫度迅速調節人體的微環境溫度，從而使人體具有適當的體溫并感覺舒適[5]。對于人體來說沒有傷害，相變材料給人帶來的溫暖，能夠讓人融入溫馨的世界，即使是在寒冷的冬夜，也能夠讓人感受到愛的味道。在服裝上應用時，相轉變溫度范圍應和人體溫度變化范圍相似，以利于保持恒定的皮膚溫度。

三、蓄熱調溫紡織品的應用方向和發展前景

自20世紀80年代以來，蓄熱調溫紡織品得到了發展。許多國家研究了這種纖維和織物，它們主要用于軍事、醫療衛生、裝飾、服裝等領域。如法國的克里斯托皮亞、日本的三菱化工、澳大利亞的TEPA等公司生產水合鹽、石蠟和脂肪酸相變儲熱產品。在軍事領域，相變智能溫控紡織品可用于飛行保暖手套、軍用冷熱天氣作戰靴、軍用潛水服等。在醫療領域，蓄熱式溫控織物可用作醫用恒溫繃帶或外科服等，也可用于運動服、休閑服、工作服、航天服、鞋帽等。Outlast是智能溫控紡織品的領先制造商之一，其生產的這種紡織品已用于背心、帽子、手套和戶外運動裝。

四、蓄熱調溫紡織品的發展趨勢

自從蓄熱調溫紡織品出現后，有關蓄熱調溫紡織品的研究與應用一直非常活躍，蓄熱調溫紡織品的品種不斷增加，性能不斷完善，應用領域不斷擴大。今后在蓄熱調溫紡織品的制備方法上會出現多種方法的交聯，向著工藝簡單、耗能低、產品質量優良、對設備要求低、反應條件容易控制的方向改進，蓄熱調溫紡織品的開發將使其具有調溫功能和其他功能，賦予紡織品以其他功能和適合感。

五、結束語

在科技發達的時代，相信蓄熱調溫材料在紡織品上的應用和發展能向一個更高的水平發展，蓄熱調溫材料應用會更加廣泛，希望更多蓄熱調溫紡織品能夠應用于大眾生活，給人類帶來不同的體驗，而蓄熱紡織品的研究，一定會給世界帶來更多的驚喜。