【集萃網(wǎng)觀察】調(diào)溫紡織品，也稱為適溫紡織品、含相變材料/相變材料微膠囊纖維、相變纖維以及溫度調(diào)節(jié)織物等。自動調(diào)溫纖維/紡織品是將相變蓄熱材料技術(shù)與纖維和紡織品制造技術(shù)相結(jié)合開發(fā)出的一種高技術(shù)產(chǎn)品。

    近二三年在美國和歐洲市場上出現(xiàn)的0utlast纖維是一種利用相變材料微膠囊技術(shù)開發(fā)的新型纖維。含有相變材料的紡織品在外界環(huán)境溫度升高時，相變材料吸收熱量，從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，降低了體表溫度。相反，當(dāng)外界環(huán)境溫度降低時，相變材料放出熱量，從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，減少了人體向周圍放出的熱量，以保持人體正常體溫，為人體提供舒適的“衣內(nèi)微氣候”環(huán)境，使人體始終處于一種舒適的狀態(tài)。這類纖維材料可主動地、智能地控制周圍的溫度，故又稱為智能纖維。自動調(diào)溫纖維和紡織品可用于普通服裝、運動服裝、職業(yè)服裝、室內(nèi)裝飾、床上用品、鞋襪以及醫(yī)療用品。

    2.2.1 相變材料分類

    (1) 無機類

    無機類固-液相變儲能材料主要有結(jié)晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等。其中最典型的是結(jié)晶水合鹽類，它們有較大的熔解熱和固定的熔點。其本質(zhì)是指脫出結(jié)晶水的溫度，脫出的結(jié)晶水可使鹽溶解而吸熱。降溫時其發(fā)生逆過程，吸收結(jié)晶水而放熱。相變機制表達如下:

    AB·mH20→AB+mH20+Q

    AB·mH20→AB·pH20+(m-p)H20+Q

    其中m和p為結(jié)晶水的個數(shù)，Q為融解熱。

    這類物質(zhì)用得較多的是堿金屬和堿土金屬的鹵化鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、碳酸鹽等鹽類的水合物，具有代表性的有:Na2SO4·10H20、Mg(N03)2·6H20、MgC12·6H20、CaC12·6H20、CaBr2·6H20、Zn(N03)2·6H20、NH4A1(SO4)2·12H20、Na2S203·5H20、LiN03·3H20、KF·6H20、Na2HP04·12H20、CH3C00Na·3H20等等。

    (2) 有機類

    這類相變材料常用的有:高級脂肪烴類、脂肪酸或其酯或鹽類、醇類、芳香烴類、芳香酮類、酰胺類、氟利昂類和多羥基碳酸類等另外高分子類有:聚烯烴類、聚多元醇類、聚烯醇類、聚烯酸類、聚酰胺類以及其它的一些高分子。

    現(xiàn)階段紡織品上主要應(yīng)用微膠囊包覆石蠟類相變材料，通常稱為Micro-PCM 。

    Micro-PCM具有如下特性：(1)提高了傳統(tǒng)PCM的穩(wěn)定性。如傳統(tǒng)PCM穩(wěn)定性差，易發(fā)生過冷和相分離現(xiàn)象。形成微膠囊后，這些不足會隨著膠囊微粒的變小而得到改善。(2)強化了傳統(tǒng)PCM的傳熱性能。Micro-PCM顆粒微小且壁薄(0.2μm～1μm)，提高了PCM的熱傳遞和使用效率。(3)改善了傳統(tǒng)PCM的加工性能。Micro-PCM顆粒微小，粒徑均勻，易于與各種高分子材料混合構(gòu)成性能更加優(yōu)越的復(fù)合高分子相變材料。

    表一 石蠟系相變材料

    2.2.2 相變智能纖維的制備

    (1) 涂層法 采用浸→軋→烘→皂洗工藝得到相變材料的織物，浸漬液中含Micro-PCM、交聯(lián)劑、催化劑等。這種方法是將相變高聚物附著在纖維表面，故對織物手感以及使用中的穩(wěn)定性都存在問題，而且相變材料進行交聯(lián)后調(diào)溫性能可能發(fā)生改變。

    (2) 中空纖維填充法  在織造前，利用特殊方法將中空部分密封，將Micro-PCM充填到中空纖維的中空部分，利用相變材料而產(chǎn)生可逆蓄熱和防熱性能，然后用樹脂將纖維進行包覆，防止相變膠囊外泄從而達到持久調(diào)溫效果。

    (3) 紡絲法  將Micro-PCM直接分散在紡絲熔體或溶液內(nèi)進行紡絲，或?qū)⒑�有Micro-PCM的紡絲組分作為島或芯組分，聚酯、丙綸等作為皮組分制備耐久效果更好的相變纖維，現(xiàn)階段主要應(yīng)用的為溶液紡絲和熔融紡絲技術(shù)。最早應(yīng)用的為溶液紡絲技術(shù)紡造相變腈綸纖維，目前研究的熱點為采用熔融紡絲工藝，所以制備耐高溫的微膠囊成為開發(fā)的難點。

    (4) 泡沫法  使用水吹法得到的泡沫很柔軟，其中蓄熱調(diào)溫微膠囊均勻分布，增重約35%～48%，但撕破強力很低，通常適合做服裝襯里。Outlast曾授權(quán)Lendell制造公司生產(chǎn)這種軟泡沫材料，美國Frisby公司將蓄熱調(diào)溫微膠囊嵌入輕型的泡沫材料中，已用于頭盔、手套和靴子等防護用品中。