在飛行、海上及野外作業時,環境溫度的變化非常大,同時還可能存在暴露於冷水中的情況。在這些情況下,消極保暖型紡織品難以滿足使用的要求。積極保暖型紡織品因為能在一定的條件下儲存能量,並在低溫時向人體釋放,因而在極度寒冷的環境下,能發揮較消極保暖紡織品更好的防寒保暖功能。
一、光熱轉換纖維構成的積極保暖紡織品
光熱轉換纖維具有利用第四過渡族金屬元素的碳化物,如碳化鋯,能吸收近紅外線反射遠紅外線,以及一些金屬或非金屬氧化物微粉,如氧化鈦、氧化鋁、氧化矽等,也有能吸收和發射遠紅外線的特點,在紡絲溶液中加入這些物質的微粉,即可獲得這種光熱轉換功能。將碳化鋯微粉添加在錦綸複合纖維的芯部,可以製成陽光蓄熱保溫纖維,用這種纖維製成的織物用於滑雪衫具有良好的陽光吸收作用,在陽光照射下的溫度可以較對比服裝高8℃。其缺點是如果沒有陽光照射,其內部溫度會很快下降。如果將氧化錫與氧化銻的複合物微粉添加在腈綸紡絲原液中,就能形成近紅外線吸收纖維,這種纖維製成的紡織品即使在陰天的情況下,也能顯著地提高內部溫度2~10℃。
二、溫控纖維構成的積極保暖紡織品
溫控纖維是指能根據環境溫度的變化,在一定的溫度範圍內自由調節人體溫度的纖維材料。目前使用的溫控纖維主要有相轉變物質類、塑料晶體類、添加溶劑類和電發熱類。
1.相轉變物質類的溫控纖維
利用一種能在室溫下發生相轉變的物質,該類物質在相轉變時會伴隨有吸熱和放熱現象。這類相轉變物質又分為相變鹽和相變高聚物,通過充填法、浸軋法、微膠囊法,就可以將相變物質處理到纖維或織物中。
(1)充填法:將一定長度的中空錦綸束浸沒在含有相變鹽CaCl·6H2O/SrCl·6H2O的水溶液中,然後利用特殊的加工技術將纖維兩端封閉。用這種纖維製成的織物,由於相變鹽可以在室溫下發生結晶和熔融,因而會產生可逆的貯熱和釋熱性能,在熱循環(30℃)中產生最大吸熱,在冷卻循環(9℃)時產生明顯的放熱,從而達到調溫的效果。
(2)浸軋法:通過傳統的浸漬—預烘—焙烘—水洗工藝,將不同分子量的聚乙二醇交聯到纖維或織物上,形成不溶性相變薄膜,這層薄膜具有顯著的儲熱和釋熱性能。
(3)微膠囊法:使用一種能儲存熱量並在低溫時保持熱量的相變物質,用相變物質製成微膠囊加到高聚物溶液中,然後紡製成纖維。這種相變物質微膠囊能在纖維中起到溫控作用,其保溫性能完全不受潮濕環境的影響。
2.塑性晶體類溫控纖維
一些塑性晶體在固—固轉變時會發生熱變化;若將它們加到中空纖維中,或用傳統整理方法處理到織物上,就可以在不同溫度範圍內賦予織物所需要的儲熱和釋熱性能。按照該方法改性後的錦綸的熱含量是未改性錦綸的35~4倍。
3.添加溶劑類溫控纖維
某些溶劑在環境溫度變化時,具有明顯的熱脹冷縮性,若將其填封在中空纖維中,就可以隨溫度變化來調節纖維的密度,達到溫控的目的。如在中空化學纖維的中心管道中充入一種溶劑和惰性氣體,當氣溫降低時能使纖維產生形變,由這種纖維製成的衣服這時會變厚,保溫能力增強;當氣溫轉暖時,纖維自動恢複原狀,透通正常,熱量就易於散失。
課後練習題
1.影響織物保暖效果的因素有哪些?
2.什麼是消極保暖?
3.什麼是積極保暖?
4.簡述消極保暖紡織品的集合設計。
5.簡述積極保暖紡織品的集合設計。
6.簡述溫控纖維構成的積極保暖紡織品的原理。
7.說明超細纖維保暖紡織品原理?
8.說明中空纖維保暖紡織品原理?
9.一般說來,紡織品的保暖性能與哪些因素有關?