常见絮用纤维制品的保暖性研究

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1、常见絮用纤维制品的保暖性研究　　Studyonthethermalinsulationofwoolfiberproducts　　摘要：本文介绍了絮用纤维制品的保暖机理和影响因素，并分析了常见的几种纤维的保暖特性以及其絮用制品的保暖性能。　　关键词：保暖性；机理；纤维；絮用纤维制品　　保暖材料最先是从自然界中获取的最传统的保暖材料，即天然保暖材料，如棉、麻、蚕丝和各种动物的毛绒等，这些传统保暖材料一直沿用至今，但随着经济的快速发展和市场的扩大，人们开始寻求保暖材料的多样性和更好的保暖性能。本文将就目前常见的絮用纤维的保暖性进行分析。　　1保暖材料的分类　　按照保暖材料原料的来源来看，保暖材

2、料可以分为三大类：天然保暖材料、合成保暖材料和混合型保暖材料[1]。其中天然保暖材料所用的纤维又分为植物纤维和动物纤维，主要包括棉纤维、木棉纤维、羊毛纤维（山羊毛、绵羊毛、驼毛等）、羊绒、驼绒、羽绒（鹅绒、鸭绒、鹅鸭混合绒、粉碎绒）和蚕丝等[2]。一般的合成纤维都可以用作保暖材料，如丙纶、涤纶、粘胶纤维、腈纶等。9　　按照加工设备和加工方法的不同又可以把保暖材料分为普通型保暖材料和超细型保暖材料[1]，目前而言，这类新的产品主要是超细型保暖材料，它的比表面积大，能够吸附更多的空气，再加上材料本身的超细纤维和高孔隙率[3]，其制品具有良好的柔软度、透气透湿性和去污性能。而且不同的纤维具有不

3、同的传热系数。　　根据保暖性能的能动性，保暖材料通常可分为消极保暖材料和积极保暖材料[4]。所谓消极，指的是只能通过减少散热或阻止散热的途径来达到保暖的效果，如传统的天然保暖材料、合成纤维和混合型纤维。所谓积极，指的是材料不仅像传统保暖材料那样，还能够根据外界温度的变化和人体散热量的多少自动调节温度的变化，使人体始终处于温暖舒适的环境中，如蓄热保暖材料、陶瓷纤维和发热保暖服装材料等。本文主要研究消极保温材料，目前我们在市场上所见到的大多都是消极保暖材料，这些材料运用比较广泛。　　3.2保暖材料的保暖机理　　保暖材料的作用是在各种环境中，人体通过服装、被褥、睡垫等保暖御寒，使得人体自身产生

4、的热量和向环境散失的热量之间的能量交换达到相对平衡[1]，从而达到人体的热舒适感。尤其是在低温环境中，保暖材料可在很大程度上减少人体热量的散失，其保暖性能是由三部分产生的综合效应[5]：　　Rt=Rc+Ri+Ro式（1-1）　　式中：Rt-被胎总热阻，（?O?K/W）；Rc-被胎自身热阻，它取决于被胎材料的热阻，（?O?K/W）；Ri-人体与被胎间空气层的热阻，（?O?K/W）；Ro-被胎表面滞留空气层的热阻，（?O?K/W）。　　保暖性能最重要的部分是材料自身的热阻，而材料是由纤维、空气和水分共同组成的集合体，由此可见，保暖材料的保暖能力为该集合体的综合热阻，所以本文将主要从这三个方面

5、展开研究。9　　保暖材料的保暖机理分为两大类：一类是消极方式，阻止或减少人体热量散失；另一类是积极方式，能吸收外部热量或人体散发的热量[6]。消极方式主要是通过热传导、热辐射和热对流和增加静止空气的含量来减少或阻止热量传播的三种途径来实现的。热传导的速度大小取决于材料内部的结构特点；热辐射的大小取决于材料本身的形状；热对流速度的快慢取决于材料的结构，看絮片中储存的静止空气的含量和材料对空气的吸附能力和空气流动的阻碍能力大小。一般来讲，材料本身热传导速度越慢，纤维直径越小，比表面积越大，材料内部储存的静止空气越多、流动性越小，则产品的保暖性越好。　　积极的保暖原理主要有以下几种方式：一是保

6、暖性材料能够吸收外界的热量，如人体自身散发的热量；二是保暖性材料本身可根据外界温度的变化，自身的形态会发生变化，如从固态变成液态（吸收热量），从液态变成固态（释放热量）等；三是保暖性材料可以把电能转化成热能。这些积极保暖性材料可以能动地调节温度的变化，更加舒适、人性化。同时可将积极保暖性材料同消极保暖性材料相结合，开发出性能更加优良的保暖性材料。　　3.3保暖性影响因素　　①9纤维线密度。纤维的线密度是指单位长度内的纤维的重量克数，一方面，纤维线密度越小，单位重量的纤维根数越多，比表面积大，对空气的粘附能力增加，从而使静止空气的含量增加和流动性减弱而使得保暖性提高；另一方面，纤维线密度越

7、小，纤维根数多而静止空气被较多的纤维分隔，从而阻碍了空气的对流，使得保暖性提高[7]。如果纤维较细，相同重量其纤维的根数多，对热辐射的反射能力较强，使得人体所辐射的热量能以较高的比例反射回人体，从而达到保温效果，但纤维细度要控制在一定的范围内，若纤维过细，保暖性能下降。这是因为纤维过细，受压后不易恢复到其原来的蓬松度而使保暖性有所下降。　　②纤维异形截面。异形截面纤维即非规则（圆形）截面纤维，可以使用非圆形纺丝孔得到这种类型的合成纤