简述发热保暖纤维的发热机理及开发应用

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1、·３８·山东纺织科技２０１２年第５期简述发热保暖纤维的发热机理及开发应用王喜娜（东华大学，上海２０００５１）摘要：文章论述了发热保暖纤维的发热机理，以及目前市场上发热保暖纤维的开发应用，展望了其发展前景和趋势。关健词：发热保暖纤维；吸湿；相变；光能中图分类号：ＴＳ１０１．９２＋１．５１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－３０２８（２０１２）０５－００３８－０３［３］保暖性是冬季服装最重要的性能，传统的保态放热。温是以阻止

2、身体所发出的热逃逸为主，发热保暖常用的纺织纤维大都有吸湿发热性能，一般纤维则是自行发热达到保暖效果的新型纤维，是情况下，吸湿发热性能与纤维的回潮率有很大关一种积极产热的保暖纤维。系，纤维的回潮率大则吸湿发热性能强。鉴于此，就目前市场和研究现状看，发热保暖纤维包提高纤维吸湿发热性能的途径主要有：①对纤维括吸湿发热、光能发热、相变放热、电能发热、化学进行高亲水化处理，分子链中引入氨基或羧基等［１］亲水基团，并进行交联处理，得到强吸湿性能的纤放热等，都是积极产热式保暖材料。然而在诸多发热纤维的研究和探讨中，多是针对其保

3、暖性维；②增加纤维的比表面积，通过表面能效应吸附和生产工艺的探讨，缺少对发热机理的基础性研水分子；③将纤维素纤维与超细抗起球合成纤维［４］究。文章着重对发热保暖纤维的发热机理和开发组合在一起。应用进行深入地探讨，同时就其发展前景进行了１．２开发应用展望。ＥＫＳ纤维是通过将氨基、羧基等亲水化基团引入聚丙烯酸分子，并进行交联处理而得到，属于１吸湿发热纤维“亚烯酸盐系纤维”，不仅能够将人体皮肤蒸发出的水蒸气转换为热量，达到保暖的效果，还可以将人［１］１．１发热机理体多余汗气及时吸收，以达到干爽舒适的效果。有关吸湿发热纤

4、维的发热机理目前有两种解Ｔｈｅｒｍｏｇｅａｒ是由铜氨纤维Ｃｕｐｒｏｂｅｍｂｅｒｇ释：和超细抗起球腈纶Ｃａｓｈｍｉｌｏｎｆｆ组合而成。该纤（１）利用纤维分子（吸湿发热高分子）中强亲维的保暖原理为：利用铜氨丝的优越吸湿发热性，水性的极性基团，与空气中具有较高动能的水蒸加上超细抗起球腈纶Ｃａｓｈｍｉｌｏｎｆｆ高效的毛细效气分子通过氢键相结合，使得高动能的水蒸气被应，能迅速将汗水扩散吸收，使衣服变得干爽，因纤维分子吸附而静止，由能量守恒定理可知，物体而能够使服装持久保持温暖。由动态变为静态，在没有势能变化条件下，必将转璐

5、奈丝纤维是由疏水性的腈纶和亲水性的醋化成热能［２］。酸两种成分组成，由于纤维表面有微孔，湿气通过（２）气化反应———利用液体蒸发时会吸收大微孔时，被醋酸成分吸收而发出热量；腈纶则可以将生成的热量保持较长时间；同时，由于水滴不能量热量的逆向反应原理，即吸收人体散发的汗和通过纤维的微孔而被挤压返回，所以穿着时不会湿气进行物理反应发热；吸湿发热纤维通过吸收［３］感到闷热潮湿。空气中或人体所散发的水蒸气，并将其转化成液除了以上几种新型吸湿发热纤维，市场上还收稿日期：２０１２－０８－２０有Ｔｈｅｒｍｏｓｔｏｃｋ纤维、Ｓｏｆ

6、ｔｗａｒｍ、“Ｎ３８”、Ｒｅｎａｉｓｓ作者简介：王喜娜（１９８７—），女，河南登封人，硕士研究生。α纤维等，广泛用于保暖内衣和运动衣等。２０１２年第５期山东纺织科技·３９·的服装使用材料。２相变放热纤维３光能发热纤维相变，是指物质从一种相态转变为另一种相态，相变材料（ＰＣＭ）是一种双向温度调节保温材３．１发热机理料，它在环境温度较高时具有吸热功能、在环境温光能发热纤维是一种可吸收太阳辐射中的可度较低时具有放热功能。见光

7、与近红外线，且可反射人体热辐射，具有保相变材料主要分为三种：无机相变材料、有机温功能的材料。以添加ＩＶ族过渡金属碳化物为相变材料、微胶囊相变材料，由于相变材料在液态主，例如ＺｒＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ，碳化物能吸收阳光中的时易于流动散失，在服装上使用必须采用微胶囊０．６ｅＶ高能波长段（＜２μｍ），而反射低能波长相变材料，微胶囊相变材料是将微胶囊技术应用段（＞２μｍ），阳光中波长０．３～２μｍ的能量占于相变材料而形成的新型复合相变材料。其总能量的９５％以上，而人体散发的热辐射波长２．１发热机理为１０μｍ，几乎１００％被反

8、射，因此具有极好的蓄［６］相变材料的作用机理，即当环境温度或人体热保温功能。皮肤温度达到或高于服装内相变材料溶点时，相远红外线纤维也属于光能发热纤维的一种，变材料吸收热量从固态转化为液态，在服装层内它通过吸收人体发射出的热量，向人体辐射一定产生短暂的致冷效果；如果相变材料服装在低于波长范围的远红外线（其中包括最易被人体吸收相变材料冰点温度的寒冷环境中使用，服装温度的７～１