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相變纖維
鎖定
相變纖維是利用物質相變過程中釋放或吸收潛熱、温度保持不變的特性開發出來的一種蓄熱調温功能纖維。相變纖維除做太空服外,還應用於運動性服裝上,製成滑雪服、滑雪靴、手套、襪類。
- 中文名
- 相變纖維
- 外文名
- phase-change fiber
- 一級學科
- 工程技術
- 二級學科
- 紡織學
- 特 點
- 利用物質相變過程調節温度
- 應 用
- 太空服、運動性服裝
相變纖維簡介
相變即表現為氣、固、液三態的變化以及結晶、晶型轉烴、晶體熔融等物理過程,伴隨着分子聚集態結構的變化,在此過程中温度不發生變化但伴隨熱量的釋放或吸收,因而具有調解温度的作用。利用其固→液、固→固態的相變,在不同環境温度下表現出不同的吸、放熱功能,並且保持温度相對恆定的特性,製得相變纖維。
相變纖維調温機理
相變材料能夠根據外界環境温度的變化而發生相變,並從外界吸收或釋放熱量,在紡織品周圍形成温度基本恆定的微氣候,從而實現温度調節功能。當環境温度或人體皮膚温度達到服裝內相變材料熔點時,相變材料吸收熱量,同時從固態轉為液態,以此在服裝內層產生短暫的致冷效果。熱能可能來自外界温暖環境,也可能來自人體本身(如運動後產生的熱量),一旦相變材料完全熔化,儲能便結束。如果在低於相變材料結晶温度的寒冷環境下使用,服裝的温度會低於相變温度,此時,液態的相變材料將轉變回固態,釋放其儲存的能量,提供短暫的加熱效果。這種熱轉換在服裝內起緩衝作用,減小皮膚温度的變化,延長穿着者的舒適感。
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相變纖維相變纖維製備方法
相變纖維共混法
(1)相變材料與聚合物直接共混進行紡絲,較為簡單但存在相變熱焓低、相變易泄漏和纖維強度低等問題。在採用濕法紡絲的腈綸和纖維素類纖維中較容易實現。
(2)微膠囊法(PCM)。微膠囊是用高分子將相變材料包裹封閉起來,防止相變材料泄漏。將含有相變材料的微膠囊與聚合物進行共混紡絲得到相變纖維,但存在較大的PCM會被過濾掉而不能進入纖維導致纖維相變焓較小;PCM與纖維基體相容性差導致纖維強度低的問題。
相變纖維複合紡絲法
皮芯複合或海島複合法,相變焓較大,纖維可以做到80J/g以上,纖維直徑為100μm-3mm,進行兩端或中間封閉之後可以實現重複使用。在服裝填充、編制座墊、汽車靠墊等方面有較好應用前景。
相變纖維微膠囊法
微膠囊法是加工相變纖維最先進的方法之一。微膠囊法是指通過將相變材料包封在一載體系統(直徑為1. 0~10微米的微膠囊)中,對織物進行塗層或將微膠囊混入紡絲液中進行紡絲。該方法制成的相變纖維具有材料分散均勻,調温性能顯著,穿着、洗滌、熨燙等過程中不會外逸等特點。