理论教育 探索发热纤维的保暖效果与材料组成

探索发热纤维的保暖效果与材料组成

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:尽量保持热量的纤维叫保暖纤维;能取得热量的纤维则是发热纤维。发热纤维则是自行发热而温暖身体的一种全新材料,其吸水性之强远远超过其他品种纤维。电热材料组成的加热背心带专用电池2.电热纤维。日本采用具有导电性的碳纤维,制成了通电后具有良好保暖性的发热纤维。此外,日本还有人用聚乙烯和炭黑粉末混合的方法制成了发热纤维。

探索发热纤维的保暖效果与材料组成

实际上,所谓保暖有两种,一种是尽量保持热量不失散,一种是用某种方法取得热量。尽量保持热量的纤维叫保暖纤维;能取得热量的纤维则是发热纤维。

保暖纤维根据其加工手段分两种:蓬松保暖纤维和蓄热保暖纤维。

人体热量向环境的散失有辐射、对流和热传导方式。在体温下,辐射散热较小,因此减少纤维的热传导率是一种重要的保暖手段。如中空纤维,尤其是中空长丝,可以使纤维富含不产生对流的滞留空气。

依靠相关技术来达到保暖效果,这就是蓄热保暖纤维。

发热纤维则是自行发热而温暖身体的一种全新材料,其吸水性之强远远超过其他品种纤维。常见的有:

1.太阳能放热纤维。北极熊为什么能在寒冷的北极地区生活,科学家通过研究发现,北极熊熊毛与光导纤维在结构上有着极其相似的地方。熊毛的外端透明,犹如一根细小的石英纤维,与皮肤接近的一端则是不透明的神经髓鞘,表面既粗糙又坚硬,中间是空心状,这种结构对光的传输特别有利,它可以最大限度地将光能汇集到表皮上并转化成热能,通过皮下的血液循环,热能被输送到全身。

加入特殊物质吸收太阳能内衣

受北极熊毛光热转换的启发,20世纪80年代,日本的一些公司开发了一系列利用储存太阳光和人体辐射放热的纤维产品。例如复合纤维阳光a,分成“芯”和“皮”两部分:芯组分聚合物里含有吸光蓄热性能的碳化锆类化合物微粒,皮组则为聚酯或聚酰胺。丝的规格有5.5支、16.5支涤纶和3.3支、7.7支锦纶。阳光a纤维具有杰出的吸收可见光和近红外线的功能。制成服装穿着后,在有阳光的日子里,服装内的温度比普通服装高2摄氏度~8摄氏度,阴天时也可高2摄氏度左右,保温效果明显提高。该纤维已被用来制作滑雪服、运动衫、紧身衣等多种产品。(www.daowen.com)

电热材料组成的加热背心带专用电池

2.电热纤维。日本试制的一种保温服装材料,是利用电热材料参与组成的复合纤维,其原理如同电热毯,利用导电纤维通电使纤维发热,以达到取暖的效果。用该纤维制成的服装,外形似一件薄薄的单衣,其实为一件电热衣,能源来自随身携带的可充电电池,在寒冷的冬季里,其源源不断的热量,足以抵御严寒。

日本采用具有导电性碳纤维,制成了通电后具有良好保暖性的发热纤维。这种纤维织成的织物除可用于保暖服装、医疗保健服装,还可以用于电热地毯、加热床单、车辆加热垫的制作。此外,日本还有人用聚乙烯和炭黑粉末混合的方法制成了发热纤维。对这种纤维的研究表明,当聚乙烯中混入10%的炭黑时,直径1毫米,长度10毫米时的丝,约有500欧姆电阻。这种纤维在40伏的电压下,其表面温度可达到近45摄氏度。

各种太阳绒面料

保温调控纤维制的男女内衣

3.太阳绒。太阳绒是根据太空棉原理制成的新一代具有代表性的材料。它是将传统的100%羊毛纤维充分绒化、蓬松后置于两层软镜面之间,使其形成薄厚可控的热对流阻挡层(气囊),其导热系数极低,同时对人体的热射线有反射作用,实现了双重保暖的功效。由于气囊中气体含量占90%,因而太阳绒既轻便柔软又保暖。其单位体积内纤维量比棉花少三分之二,比羽绒少五分之四,制成的服装美观而不臃肿。经检测其克罗值(衣服的热阻值)为3.062。两层镜面上有可开闭的微孔,如同皮肤的毛孔,热时可张开散热,冷时又可关闭保温,温度可调且具有透气性,是秋冬季的理想衣料。

4.化学保温、调温纤维。国外有人利用化学方法制取保温、调温纤维。例如有一种附有一层不透水的薄膜,内装硫酸钠的纺织品,当硫酸钠受热后会液化贮热,其贮热能力比水强60倍,从而使体感温度下降;而遇冷时硫酸钠会固化,同时将吸收的热量散发出来。其面料可用于服装和窗帘。还有人将铁粉等混入聚合物中纺丝,利用铁粉在使用过程中的不断氧化放热性能,研究开发出了化学反应放热纤维。

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