吸湿发热纤维的开发与应用

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1、万方数据吸湿发热纤维的开发与应用胡海波，齐鲁(天津工业大学生物与纺织材料研究所。天津300160)专题综述摘要：吸湿发热纤维是一种新型的积极产热式的保暖材料，可以更好地满足服装的防寒保暖需求。通过介绍人体与环境的热交换途径，并以吸湿发热纤维的发热机理为基础，概述了几种日本合成吸湿发热纤维的方法及其开发现状与应用，并对吸湿发热纤维的研究和发展趋势进行了展望。关键词：吸湿；发热；纤维；生产技术；应用中国分类号：TQ342文献标识码：A文章编号：1001—7054f2010)03--0013—04防寒保暖是

2、冬季服装舒适性的重要指标，传统的保暖方法通常是控制热的传导、对流、辐射所导致的热散失，如使用厚的织物或棉絮来保温，有的还采用金属涂层面料flj。然而现代人们对服装的舒适性、功能性以及美观性要求越来越高，传统的保暖服装蓬松、臃肿，既不便于活动，又缺乏美感。随着科学技术的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对面料与服装实用功能的要求趋向多元化，因此积极产热式保暖材料【习的开发具有重要意义。发热纤维，包括吸湿发热、电能发热、光能发热、相变放热、化学放热，都是积极产热式保暖材料。日本在吸湿发热纤维方面的研究

3、比较成熟，欧美国家紧随其后，我国在这方面的研究尚属空白，所以加强吸湿发热纤维的研究及开发出相应的产品将具有较大的经济效益。1吸湿发热机理吸湿发热纤维属于新型的调温纤维，而调温纤维区别于传统的保暖纤维和凉爽纤维，属于智能纤维。调温纤维的保暖是通过对水分和外界压力变化的敏感响应，为人体提供舒适的微气候环境，即收藕日期：2009一ll—ll修回日期：2009—12—25作者简介：胡海波(1985--)．男。山东人．汉族，硕士研究生，主要从事功能纤维的研究工作。提供热调节而不是热隔绝，因此是一种全新的调温机理

4、，且调温纤维的吸热和放热过程是自动的、可逆的、无限次的四。羊毛吸水后会发热，而人体即使不运动也有大量的潜汗蒸发，由此人们想到了开发吸湿发热性保暖纤维M。然而在诸多发热纤维的研究和探讨中，多是针对其保暖性和生产工艺的探讨，缺少对于发热机理的基础性研究，尤其针对吸湿发热纤维来讲，其发热机理各不相同，主要解释为：液体水分蒸发时需要的气化热会大幅降低体温，相反气体变为液体时也会产生凝集热。而据测试资料表明，人在静止时通过皮肤向外蒸发水分约为15gm2．h；在运动时，有大量的汗水排出，既有液态，也有气态，数量约

5、为100gm'·h，因此人体即使不运动也有大量的潜汗蒸发。吸湿发热纤维正是利用水的气液变化，将人身体产生的汗气转变为液体时产生的热量用于保暖14I。另外，钟正刚同等认为主要是利用纤维大分子的极性基团捕捉空气中含较高动能的水分子，将其吸附固定到纤维表面，可使其动能转变为热能，从而达到发热的作用。2吸湿发热纤维的生产技术、产品开发与应用2．1吸湿发热纤维的生产技术合成纤维SFC2010No．313万方数据专题综述由于国外技术的封锁保密和国内研究的空白，我们对吸湿发热纤维的合成及生产工艺知之甚少，以下简单介

6、绍几种。13本关于吸湿发热的纤维素纤维的报道相对较多。ShimizuTakeo171通过反应将肼的衍生物与分子中的至少两个酰肼基团相连，并将硅胶和天然保湿物质的混合物涂敷到纤维上，得到了吸湿发热和耐洗涤的纤维。OnoHide[81等用浓度为100g／L的NaOH碱性溶液和浓度为25—33g／L的一氯醋酸溶液对纤维素纤维进行分批处理，得到兼具防风功能的吸湿发热纤维。SakaiYoshiaki晰等将多元羧酸引入纤维素纤维，使每个分子至少含有三个羰基，并对其进行热处理和碱金属水溶液皂化处理，制得具有吸湿发热

7、性能的纤维素纤维。另外据报道，日本东洋公司对聚丙烯酸分子链进行高亲水化处理，分子链中引入一NHl和一COOH基团，并进行交联处理，得到强吸湿性能的纤维。由于这种纤维的亲水性基团的含量超过了任何一种天然纤维，故吸湿性特别高，而且通过调整纤维的结构，使得纤维的吸湿放热和脱湿吸热过程得以平稳进行，吸湿和放湿速度可以调节到木棉纤维的一半左右。2．2吸湿发热纤维产品2．2．1$oftwarm纤维发热、保暖、柔软触感纤维Softwarm是结合特殊人造木浆纤维和东丽公司的超细旦抗起球腈纶的优点于一身，由东丽公司协助

8、开发出的新型触感功能性纤维。Softwarm吸收人体皮肤呼出的湿气，通过化学反应转换为热能，从而实现发热的功能。保暖方面，由于超细旦抗起球发热腈纶和扁平粘胶断面之I瑚固有的双层空间隙，阻止热量流失，以达到优异的保暖效果。同时，由于超细旦抗起球发热腈纶的柔软肌肤触感和特殊工艺纺成的纱线，使布料具有独特的立体皱纹，使Softwarm面料具有优越的手感，穿着舒适，目前正被大量用作贴身内衣和毛衣的材料。2．2．2N38纤维东洋纺开发了具有自重的41％(20℃、6