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1智能調(diào)溫纖維的調(diào)溫機(jī)理

智能調(diào)溫纖維又叫空調(diào)纖維，是將相變材料(簡(jiǎn)稱PCM)技術(shù)與纖維制造技術(shù)相結(jié)合開發(fā)出的一類新型功能性產(chǎn)品，具有雙向溫度調(diào)節(jié)作用．[1]當(dāng)外界環(huán)境溫度升高時(shí)，纖維中包含的相變材料發(fā)生相變，從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，吸收熱量?jī)?chǔ)存于纖維內(nèi)部；當(dāng)外界環(huán)境溫度降低時(shí)，相變材料從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，釋放出儲(chǔ)存的熱量，保持體表溫度，使人體處于一種舒適的狀態(tài)．智能調(diào)溫纖維的這種吸熱和放熱過程是自動(dòng)的、可逆的、無限次的．[2]

智能調(diào)溫紡織品的調(diào)溫機(jī)理與傳統(tǒng)保溫衣物有明顯不同：傳統(tǒng)衣物主要是利用空氣熱傳導(dǎo)率極小的特點(diǎn)，采用提高織物內(nèi)部靜止空氣的方法來避免熱量散失的，其絕熱效果主要取決于織物的厚度和密度，且其保溫效果受外界壓縮和水分的影響；智能調(diào)溫紡織品利用其內(nèi)部的相變材料來調(diào)節(jié)熱量而不是隔絕熱，是一種對(duì)水分和外界壓力影響不敏感的，能為人體提供舒適微氣候環(huán)境的全新保溫纖維．[3-4]B．PAUSE測(cè)試了普通紡織品的熱阻值和含有相變材料紡織品的熱阻值，結(jié)果如表1所示

從表1可以看出，含有相變材料紡織品的總熱阻值超過厚度接近的普通紡織品，這說明智能調(diào)溫紡織品比普通紡織品具有更好的調(diào)溫保暖效果．[2]

2相變材料的選擇

相變是指某些物質(zhì)在一定溫度下相態(tài)發(fā)生變化的現(xiàn)象．相變時(shí)所吸收或放出的能量稱為相變熱(也叫作相變潛熱)，物質(zhì)溫度變化時(shí)的吸放熱量叫作顯熱，相對(duì)于顯熱來說，相變熱要大得多．例如，水在相變過程中吸熱量與溫度之間的關(guān)系如圖1所示．

相變材料選擇是制備智能調(diào)溫纖維及其紡織品的第一步．適用于紡織品的相變材料應(yīng)具有的性質(zhì)[5]：(1)相變潛熱要高；(2)適合紡織服裝使用的相變材料，要根據(jù)不同的氣候及用途，選擇與使用溫度相一致的相變溫度范圍；(3)相變材料安全可靠，化學(xué)和物理性質(zhì)穩(wěn)定；(4)相變材料應(yīng)具有適宜的熱傳導(dǎo)系數(shù)，靈敏性高，能較快地吸收和釋放熱量；(5)相轉(zhuǎn)變過程完全可逆；(6)相變體積變化?。?7)經(jīng)濟(jì)可行．

相變材料分為無機(jī)相變材料、有機(jī)相變材料和復(fù)合相變材料．迄今為止，已開發(fā)和應(yīng)用的單一型相變材料有500多種，還有通過復(fù)合技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的具有獨(dú)特相變特性的復(fù)合相變材料[6]，但是能完全符合上述要求的材料很少．通常用于紡織品的相變材料有：(1)無機(jī)相變材料，如MgCl2·6H20、CaCl2·6H20、Na2SO4·10H20、Na2HPO4·12H2O等，相變溫度小于35℃，相變熱為100～300J／g；(2)有機(jī)相變材料，如有機(jī)酸酯類、多元醇類、高級(jí)烷烴類和有機(jī)酯類等，應(yīng)用較多的相變材料直鏈烷烴的相變熱可達(dá)200～300J／g、相變溫度為l8～40℃．表2是一些可用于紡織品的相變材料的物理性質(zhì)．通過合理復(fù)配能夠得到在一定溫度范圍內(nèi)具有調(diào)溫作用的復(fù)合相變材料，如表3所示．