新型纤维材料

《新型纤维材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、新型功能纤维木文涉及到新型功能纤维包括相变调温纤维和吸湿排汗纤维。一、相变调温纤维1、概述相变材料(PhaseChangeMaterial,PCM)是一类在外界环境温度变化T甘况卜'依靠日身可逆相变，以潜热的形式从环境周围吸收或释放热量的一种新型的环保型材料。当环境温度升高时，能够从周围吸收热量；当温度降低吋，能释放热屋。这类纤维材料町主动地、智能地控制周围的温度，故乂称为智能纤维。20世纪30年代以來，特别是受20世纪70年代世界行能源危机的影响，相变储热的基木原理和应川技术研究在美国、德国、口木、加拿大等发达国家迅速崛起并不断发展。20世纪8()年代屮期它

2、最初是由美国航天局(NASA)在研制和发明，计划用于宇航服中的工作手套。我国口20世纪90年代开始对蓄热保温纺织品的研究，现在已取得较大的成绩。现已在运动服、职业服、室内装饰、鞋袜、医疗用品等方面应用。2、相变材料的分类目前常用的相变材料上要包括结晶水介盐类、熔融盐类、金属或介金类等无机物相变材料；以及高级脂肪坯、脂肪酸及其酯类；醇类、芳香庇类及高分子聚合物等有机物相变材料。按相变温度范围，可分为：高、中、低温三类。按材料组成分：有机和无机类。按相变方式主要有固一液、固一固两种。其中固液相变材料用的较多。相变材料通常是由多组份构成的,包括储热剂、相变点调整剂、

3、防过冷剂、防相分离剂、相变促进剂等组分阴。表1一1相变材料的几种类型与性能种类无机相变材料

4、蓄热帝度大，导热系数大•融解热大，不过冷，不析出形变和过冷度小，热效率高、寿命长储能密度大、传热迅速、稳定、易加工问题能量集中、过冷度大、易析出分禽，蓄热性能差。导热系数小、密度小•高温为塑性晶体，易挥发损失。材料结构复杂，界面处理较难..注:+—般+十较好+++好+++++很好3相变纤维的制法3.1浸渍法早期的相变纤维制作一般通过两个步骤：先制成中空纤维，然后将其浸渍于PCM(如无机盐)溶液中，使纤维中空部分充满PCM；经干燥再利用特殊技术将纤维两端封闭。Vigo等人自20世纪80年代中期开始研究将中空纤维浸渍于低分子量PEG或塑料材料的溶液或液体屮，使PE

5、G或塑晶进入纤维内部，得到了在-40-60°C温度范围内具有相变特性的纤维。但进一步研究发现，低分了虽的PEG溶于水，而塑晶材料在反复升降温后，会火去结晶水而从纤维中析出，因此这种方法不具有实用价值。后来，他们又将分子最为500-8000的聚乙二醇和二軽甲基二径基乙二服（DMDHEU）等交联剂及催化剂一起加入传统的后整理工艺中，使PEG与纤维发生交联而不溶于水，使纤维的蓄热性更持久。3.2复合纺丝法将聚合物和相变材料熔体或溶液按一定比例采用复介纺丝技术直接纺制成皮芯型相变纤维。但是由于相变材料的可纺性一般较差，同吋相变材料在加工过程中的化学稳定性对该工艺路线的

6、实施也有影响，一般通过添加笫三组分的方法可以提高和变材料的可纺性。张兴祥等人以聚丙烯（PP）和分了量为1000・20000的聚乙二醇（PEG）及增稠剂为主要原料，采川熔融复合纺丝的方法研制出了皮芯复合相变纤维，该纤维加工成490g/m2的非织造布，在35.5°C左右时其内部温度较纯丙纶非织造布低3.3°C,在26.9C左右其内部温度较纯丙纶非织造布高6.1°Co[7]20

7、U：纪90年代初，日本公司釆用纺丝法直接将低温相变物质（以石皓为例）纺制在纤维内部，并在纤维表血进行环氧树脂处理，防止石蜡从纤维中析岀。该纤维在升降温过程中，石蜡熔融吸热结晶放热，使纤维的热

8、效应明显不同于普通纤维。3.3微胶囊法微胶囊法是目询加工相变纤维最先进的方法之一。微胶囊法是指通过将相变材料包封在一-载体系统（直径为1.0〜10.0pm的微胶囊）屮，对织物进行涂层或将微胶囊混入纺丝液中进行纺丝。该方法制成的相变纤维具冇材料分散均匀，调温性能显苦，穿着、洗涤、熨烫等过程中不会外逸等特点。1992年，Triangle公司将正二十一烷和正十八烷双组分相变材料包封于微胶囊中，制成相变材料微胶囊，用于宇航设备的降温处理。美国Oinlast公司于1997年将Triangle公司的微胶囊整理织物技术实现了商业化。山这些纤维或织物制成的服装能够使身体损失的

9、热量降到最低，从而使人的身体处于-•种