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1、第二章 纤维材料科技前沿,主 要 内 容,第一节 五感纤维 第二节 环保与健康型纤维 第三节 智能型纤维,引 言,纤维不仅是纺织工业的原料,也是其他新兴产业的基础材料。纤维科技的发展代表了纺织领域的最先进技术。,光纤,碳纤维,第一节 五感纤维,（一）触感纤维 触感纤维指对人们的手和肌肤产生材质感、温暖感、柔软感、光滑感、粘附感等的纤维材料。,一、五感纤维-触感纤维,对人体触感进行测量与评价的四个方面：（1）纤维湿度-闷热或清凉感（2）纤维温度-冷热感（3）纤维排汗-粘着或滑爽感（4）纤维摩擦系数和压缩量-柔软或刺硬感,一、五感纤维-触感纤维,1超特细异型复合加弹纤维（1）制造工艺：利用异型纺丝
2、装置、特殊的纺丝工艺及相关技术，对高收缩聚酯、普通聚酯和易碱溶聚酯多种原材料合成的纺丝液复合纺丝，然后加弹制成。,一、五感纤维-触感纤维,1超特细异型复合加弹纤维（2）性能：同时具有超特细、异收缩、异截面三大性能。,超特细性能：可使织物具有书写效应、特柔软的手感、芯吸作用。异收缩性能：可使织物极其丰满，穿着舒适，透气性极好；异截面性能：可使织物的表面具有蚕丝般柔和的光泽和良好的染色性能。,细度小于1.1dtex的纤维程为细旦纤维，小于0.33dtex的纤维称为超细旦纤维，0.011dtex以下的纤维称为超特细旦纤维。,一、五感纤维-触感纤维,1超特细异型复合加弹纤维（3）应用：主要用于机织、针
3、织、丝织等行业，加工超仿真织物、高档服装、血液及其他微细粒子过滤材料、高级玩具、洁净布等。,补充：异型纤维简介,（1）定义：异型纤维是指从纤度、截面、收缩率等方面赋予织物新奇的感觉特性的新型纤维。,补充：异型纤维简介,（2）三大方向：异纤度指采用不同纤度的纤维纺纱，制作复丝。异收缩就是用收缩率不同的纤维纺成纱线。异截面就是多种截面的纤维制成复丝。,补充：异型纤维简介,（3）研究历史：杜邦公司首先推出三角形截面；德国又研制出五角形截面；60年代初，美国研制出中空纤维。日本从60年代开始研制异型纤维。英、意和前苏联等国也相继研制。我国70年代中期开始研制。,中空异型涤纶纤维截面,补充：异型纤维简介
4、,（4）用途：衣着、装饰及产业用纺织品；非织造布及仿皮涂层,一、五感纤维-触感纤维,2Coolmax纤维 美国杜邦公司新开发的四凹槽纤维。,一、五感纤维-触感纤维,（1）独特之处：导湿快干。,干燥速度是纯棉的5倍。,一、五感纤维-触感纤维,（2）原理：a.异形截面的Coolmax纤维毛细效应比圆形纤维明显。b.表面积增加使液态水的传导面积增大，气态水的蒸发面积也增大。,一、五感纤维-触感纤维,（3）应用 Coolmax纤维广泛用于运动休闲服装和内衣中。,一、五感纤维-视感纤维,（二）视感纤维 视感纤维是指纤维材料要满足人们对色泽、色调、光泽、形态、花纹、材质的视觉要求。视觉纤维有两类:（1）满
5、足人们视觉舒适、喜爱的纤维；（2）具有特殊视觉功能的纤维。,一、五感纤维-视感纤维,1满足人们视觉舒适、喜爱的纤维（1）色彩艳丽纤维 色彩效果在商品价值上起着重要的作用。,一、五感纤维-视感纤维,（2）变色纤维 变色纤维是近些年来迅速发展、极富生命力的高技术功能纤维，具有高附加值和高效益。,一、五感纤维-视感纤维,（2）变色纤维 a.定义：变色纤维是一种具有特殊组成或结构的、在受到光、热、水分或辐射等外界条件刺激后可以自动改变颜色的纤维。,一、五感纤维-视感纤维,b.变色纤维的起源 早在1899年，人们发现某些固体和液体的化合物有光敏性。1970年的越南战争中，美国为满足美军对作战服装的要求，
6、开发了一种可以吸收光线后改变颜色的织物。,一、五感纤维-视感纤维,c.变色纤维的种类 目前主要品种有光致变色和温致变色两种。,一、五感纤维-视感纤维,2具有特殊视觉功能的纤维(夜光纤维)夜光纤维是一种新型的高科技功能纤维材料，具有特殊视觉功能。,一、五感纤维-视感纤维,2具有特殊视觉功能的纤维(夜光纤维)a.定义：夜光纤维是指在纺丝液中添加能在黑暗中发出荧光的物质，而纺丝成型的纤维。,一、五感纤维-视感纤维,b.分类：自发型夜光纤维-含放射性材料，不需吸收外部能量。蓄光型夜光纤维-不含放射性物质，需吸收外部光能。,一、五感纤维-视感纤维,c.应用：广泛应用于航空航海、国防工业、建筑装潢、交通运
7、输、夜间作业、消防应急、日常生活及娱乐等领域。,一、五感纤维-听觉纤维,（三）听觉纤维1.定义：听觉纤维是指纤维材料要有“丝鸣”等听觉效果。“丝鸣”是纤维与纤维或者织物与织物之间摩擦时产生的声音，最初来源与丝纤维，因此称为“丝鸣”。,一、五感纤维-听觉纤维,2.产生原因：“丝鸣”是由于纤维和纤维之间的静摩擦和动摩擦产生的，静摩擦越大，动摩擦就越小，他们之间的差值大到一定程度就会产生“丝鸣”。,一、五感纤维-听觉纤维,3.开发目的：“丝鸣”不仅会给人一种心理凉爽和舒适安详的感觉，而且也是纤维高档的象征。,一、五感纤维-嗅觉纤维,（四）嗅觉纤维1.定义：嗅觉纤维是指能产生人们喜爱香味的纤维材料。2
8、.香气的功能：包括“香味”和“消臭”,与人的身心有密切关系。,芳香纤维,一、五感纤维-嗅觉纤维,3.制造方法：嗅觉纤维的制造主要是利用微胶囊技术，把香料置入直径为510m的微胶囊中，然后将微胶囊通过织物后整理技术附着在纤维上，只要改变香料的种类就能够产生各种香型的织物。,一、五感纤维-味觉纤维,（五）味觉纤维1.定义：给人以可以食用感觉的纤维。如：菠萝叶纤维素纤维、香蕉叶纤维素纤维、牛奶酪素蛋白质纤维等。,一、五感纤维-味觉纤维,（五）味觉纤维2.主要开发目的：给人心理上一种无害安全、绿色环保的感觉。,第二节 环保与健康型纤维,一、聚乳酸纤维 二、Lyocell纤维 三、大豆蛋白纤维 四、甲壳
9、质与壳聚糖纤维 五、彩棉纤维,从纺织生态学的角度来看，环保与健康型纤维的定义可涉及以下几方面：（1）纤维在生长或生产过程中未受污染。（2）纤维生产过程不会对环境造成污染。（3）纤维制成品失去使用价值后，不会对生态环境造成危害。,（4）生产纤维的原材料不会造成生态平衡的失调和掠夺性的资源开发。（5）纤维对人体具有某种保健功能。,一、聚乳酸纤维,（一）定义：聚乳酸纤维（PLA）是一种用玉米为原料制成的纺织纤维，所以又叫玉米纤维。,聚乳酸纤维,一、聚乳酸纤维,（二）最大特色：同时具备天然纤维和化学纤维两方面的优点，而且废弃后埋在土里能被自然分解。,聚乳酸纤维,一、聚乳酸纤维,（二）聚乳酸纤维的制造步
10、骤：第一步：先把玉米粒粉碎，过滤出淀粉；第二步：加入酶等，将淀粉变成葡萄糖；第三步：加上乳酸菌发酵成乳酸；第四步：聚合成聚乳酸；第五步：把聚乳酸纺成纤维。,一、聚乳酸纤维,（三）纺丝方法：制备聚乳酸纤维最常用的方法是溶液纺丝或熔融纺丝。,一、聚乳酸纤维,（四）聚乳酸纤维的性能1.聚乳酸纤维具有合成纤维的特性，介于聚酯纤维及聚酰胺纤维之间。2.聚乳酸纤维具有抗菌、防霉、无臭、染色性良好的特点。,一、聚乳酸纤维,（四）聚乳酸纤维的性能3.可燃性低，不形成烟，即使燃烧也不会产生有毒、有害的物质。4.具有耐紫外光、耐日晒、耐气候性（PLA纤维在室外暴晒500h后，强度仍可保留55左右）的特长。,一、聚
11、乳酸纤维,（四）聚乳酸纤维的性能5.聚乳酸纤维吸水性较差，但具有良好的毛细效应，很好的水扩散性能，能很快吸汗并迅速干燥。6.聚乳酸纤维比聚酯纤维具有更好的亲水性和较低的密度。,一、聚乳酸纤维,（四）聚乳酸纤维的性能7.聚乳酸纤维具有良好的弹性、卷曲性、抗皱能力和染色性能。8.聚乳酸纤维具有良好的可生物降解性。,一、聚乳酸纤维,（五）聚乳酸纤维的用途：1.可纯纺，也可与棉、羊毛等天然纤维混纺。2.可制作编织物、带子、无纺布。3.可用于内外衣、运动服及其他各领域。4.垫子填充物、医药卫生用品、婴儿用品等。,一、聚乳酸纤维,(六)聚乳酸纤维生产中存在的问题 1.生产成本过高。2.如何减少聚合物制造过
12、程中残存的单体量 3.如何确定相关生产技术来生产纤维，并调整纤维性质、增强品质。,二、Lyocell纤维,（一）概述 Lyocell纤维是国际人造纤维及合成纤维标液化局（BISFA）为有机溶剂纺丝法制得的新纤维所确定的属名。英、美等国该纤维的注册商标为Tencel，我国俗称为天丝。,二、Lyocell纤维,Lyocell纤维属精制纤维素纤维，以植物纤维素为原料制得，其生产及使用过程均环保，废弃的Lyocell纤维在泥土中能完全分解，大大降低了对环境的伤害及污染。,二、Lyocell纤维,（二）Lyocell纤维的制造 目前制造Lyocell纤维的原料主要是速生木材。生产步骤：1.将木材刨成片
13、2.蒸煮漂洗制得较高纯度木浆粕 3.用NMMO溶解木浆粕 4.纺丝。,二、Lyocell纤维,（二）Lyocell纤维纺丝法 干喷湿纺法 与普通粘胶纤维纺丝比较：普通粘胶纤维在凝固浴中喷丝，而Lyocell纤维在空气中喷丝，然后立即浸入水中凝固成丝。,二、Lyocell纤维,(三)Lyocell纤维的性能1聚合度与结晶度高于粘胶纤维。聚合度与结晶度提高，纤维的杨氏模量和断裂强度提高，而伸度降低，纤维尺寸稳定性提高。,二、Lyocell纤维,(三)Lyocell纤维的性能2具有膨润性。用Lyocell纤维制成的织物沾水后变得很硬。,二、Lyocell纤维,(三)Lyocell纤维的性能3纤维原纤
14、化。原纤化是指Lyocell纤维在润湿状态下，由于摩擦，单根纤维沿长度方向分裂出直径小于14m的微细纤维的现象。,二、Lyocell纤维,(三)Lyocell纤维的性能4集天然纤维和合成纤维的优点于一身。(1)与其他纤维素纤维相比，物理机械性能优越。(2)具有天然纤维本身的舒适性、光泽性、染色性及生物降解性，还具有良好的吸湿性。,二、Lyocell纤维,(四)Lyocell纤维的应用1.可以纺制各种高、中支棉型和毛型纱、包芯纱等。2.可纯纺，也可与其他纤维混纺。3.可加工成机织物、针织物和非织造布。,三、大豆蛋白纤维,（一）概述 大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维，是以榨过油的大豆豆粕为原料，提
15、取出豆粕中的球蛋白，通过添加功能性助剂，与腈基、羟基等高聚物接枝、共聚、共混，制成一定浓度的蛋白质纺丝液，经湿法纺丝而成。,三、大豆蛋白纤维,（一）概述 生产过程对环境、空气、人体、土壤、水质等无污染，纤维本身易生物降解。主要成分是大豆蛋白质（15%45%）和高分子聚乙烯醇（55%85%）。,（一）概述被誉为“21世纪健康舒适型纤维”：（1）主要原料来自大豆粕，具有可再生性，不会对资源造成掠夺性开发。（2）使用的辅料、助剂均无毒，且大部分可回收使用。（3）提取蛋白质留下的残渣可作饲料，生产过程对环境无污染。,发明人简介：李官奇，河南濮阳人，农民企业家，只有高中文化程度，通过自学高分子化学，生物
16、化学，试剂化学等高等化学理论，经过10年的研究工作，最终开发出大豆蛋白质纤维。,三、大豆蛋白纤维,（二）大豆蛋白纤维的形态1.横截面呈扁平状、哑铃形或腰圆形。2.纵向形态呈现不规则沟槽和海岛状的凹凸、表面不光滑。,三、大豆蛋白纤维,（三）大豆蛋白纤维的性能 1.染色性好。2.物理机械性能好。3.良好的保健功能性。（1）抗菌功能（2）远红外功能（3）抗紫外线功能,三、大豆蛋白纤维,（四）大豆蛋白纤维的应用 可生产制作高档内衣、羊绒衫、贴身服装以及高档休闲服装、西服、运动服等。,三、大豆蛋白纤维,（五）目前存在的问题（1）卷曲弹性回复率低。（2）断裂强力变异系数较大。（3）耐热性较差。（4）本身呈
17、米黄色，难以获得洁白效果。（5）加工过程静电现象严重。,四、甲壳素与壳聚糖纤维,（一）概述 甲壳素（Chitin）是由虾、蟹、昆虫的外壳及菌类、藻类的细胞壁中提炼出的一种天然生物高聚物。壳聚糖（Chitosan）是甲壳素经浓碱处理后脱去乙酰基70%以上的产物。甲壳素和壳聚糖统称为甲壳质。,四、甲壳素与壳聚糖纤维,（一）概述 甲壳素、壳聚糖与纤维素的化学结构非常相似，其结构式分别如下：,四、甲壳质与壳聚糖纤维,四、甲壳素与壳聚糖纤维,（一）概述 在自然界中，甲壳素的年生物合成量在10亿吨以上，是一种仅次于纤维素的蕴藏丰富的有机再生资源。,四、甲壳素与壳聚糖纤维,（一）概述 1811年法国人Bra
18、connot首次从菌藻类的细胞壁中提取了甲壳素，1858年Roughet发现了壳聚糖。从此以后，世界各国的科学家对甲壳质与壳聚糖的结构、性质，包括它们的生物医药特性等开展了多方面的研究。,工业级壳聚糖,四、甲壳质与壳聚糖纤维,（一）概述 甲壳素作为低等动物组织中的纤维成分，兼有高等动物组织中胶原质和高等植物组织中纤维素两者的生物功能，对动植物都具有良好的适应性。,甲壳素,甲壳素胶囊,四、甲壳质与壳聚糖纤维,（二）甲壳素与壳聚糖纤维的制造1.甲壳素的生产,甲壳素生产工艺路线,甲壳素生产工艺路线,四、甲壳质与壳聚糖纤维,（二）甲壳素与壳聚糖纤维的制造2.壳聚糖的生产,壳聚糖生产工艺路线,四、甲壳质
19、与壳聚糖纤维,（二）甲壳素与壳聚糖纤维的制造3.甲壳素和壳聚糖纤维的制造（1）甲壳素溶解纺丝原液过滤脱泡计量纺丝一浴牵伸二浴定型洗涤干燥纤维（2）甲壳素改性纺丝原液过滤脱泡计量纺丝凝固浴牵伸定型洗涤干燥纤维,四、甲壳质与壳聚糖纤维,（三）甲壳素纤维的特性1.甲壳素纤维的微观结构 在显微镜下观察：横截面近似圆形；纵向形态有不规则孔洞，纤维粗细较均匀。,甲壳素纤维,四、甲壳质与壳聚糖纤维,（三）甲壳素纤维的特性2.甲壳素纤维的主要性能（见表）,四、甲壳素与壳聚糖纤维,（三）甲壳素纤维的特性3.甲壳素纤维的其他性能（1）外观、色泽及相对分子量（2）化学性质（3）溶解性能（4）可纺性（5）生物医药性质
20、,四、甲壳素与壳聚糖纤维,（四）甲壳素纤维的应用 甲壳素和壳聚糖纤维制成的产品具有良好的生物相容性，目前主要用于医疗。如手术缝合线、医用敷料（非织造布、纱布、绷带、止血棉等）、人工皮肤等。,甲壳素非织造布,五、彩色棉纤维,普通的白色棉纺织品加工过程中需要漂白和印染，在纺纱的不同阶段经常使用大约300多种化学药品，纺织品中常残留较多对人体有害的物质。,发达国家及相关国际组织颁布一系列环保标准、认证，对发展中国家筑起“绿色贸易壁垒”。,美国绿色环保认证,欧洲绿色环保认证,用彩色棉织成的布不需染色，无化学染料、毒素，质地柔软而富有弹性，穿着舒适，有利于人体健康。因不需染色，不仅大大降低了纺织成本，还
21、避免了普通棉织品对环境的污染。,彩色棉纺织品备受欧美日等发达国家的青睐，是在国际上畅通无阻的生态纺织品，被称为21世纪国际市场最具潜力的纺织品。,（一）彩色棉的定义,天然彩色棉，是指棉纤维带有天然颜色的棉花，是利用现代生物工程技术选育出的一种吐絮时棉纤维就具有各种天然彩色的特殊棉花。,（一）彩色棉的定义,纤维彩色生理机制：在纤维细胞形成与生长过程中，在其单纤维的中腔细胞内沉积了某种色素体。,（一）彩色棉的定义,彩色棉纤维划分：1.按纤维色泽-主要有棕色和绿色两种。2.按所属棉种类型-陆地棉、亚洲棉、海岛棉、非洲棉等。,（二）彩色棉的历史,天然彩色棉自古有之，野生彩色棉经过长期的栽培、驯化、选择
22、后一直被人们种植和利用。,（二）彩色棉的历史,几千年来，美洲的印第安人一直种植天然彩色棉。当哥伦布首次探险到达拉丁美洲的古巴时，当地印第安人就赠送他一团彩棉纱。,（二）彩色棉的历史,据考古证实，早在2500年前，在中、南美洲的秘鲁和墨西哥，亚洲的印度、巴基斯坦和中国，还有非洲的埃及等国家都发现了种植、利用彩色棉的实例。,（二）彩色棉的历史,18至19世纪，我国种植过一种天然棕色棉花，因棕色棉花开的是紫花，故用该纤维生产的纺织品又称作“紫花布”，因其曾以南京为集散地，大量出口至欧洲，也被称为“南京布”。,（三）彩色棉的现状,目前，已经开展天然彩色棉种植、研发和生产的国家共有27个。,（三）彩色棉
23、的现状,1982年，美国亚利桑那州一位昆虫学家Sally Fox女士在她的威肯堡农场开始了彩色棉的种植和研究，她是世界上第一个进行天然彩色棉商业育种的人。,（三）彩色棉的现状,Fox女士开发彩棉历程：1988年：第一批可机器纺织的天然彩色棉；1989年：创立了天然彩色棉有限公司；1990年：两个彩色棉品种获得美国植物品种专利1993年：联合国环境署授予Fox女士环境奖；1994年：Fox纤维获得了美国环境保护“发明奖”,（三）彩色棉的现状,Fox女士不从事彩色棉的深度开发，彩色棉生产粗放，主要靠机械化生产，缺乏田间精细管理，彩色棉单产低，生产成本高。,（三）彩色棉的现状,世界各主要产棉国对彩色
24、棉的开发利用都十分重视，各国都相继展开了研究工作。,（三）彩色棉的现状,美国于1980年，首先选育综合性状较好的彩色棉品种，后经杂交、回交等方法，培育出浅蓝色、粉红色、淡黄色、浅褐色等多种颜色的彩色棉。,（三）彩色棉的现状,前苏联从20世纪70年代，通过远缘杂交育种，已培育出浅棕色、浅黄色等彩色棉。,（三）彩色棉的现状,1972年，美国科学家生物工程（转基因）研究第一次获得成功，预示了人类改变物种成为可能。转基因彩色棉就是把彩色基因移植到原棉DNA中，棉花的不同色彩是遗传基因变异的结果。,（三）彩色棉的现状,以美国为主的发达国家应用经典选育、远缘杂交、生物技术等传统技术和高科技手段，花了10年
25、多时间完成了彩棉的农业和工业化过程。,（三）彩色棉的现状,总体来看，世界上现已开发的彩色棉存在的主要问题是皮棉产量低，品质差，颜色不稳定。,（三）彩色棉的现状,我国对彩色棉的研究工作起步较早。1.彩色棉的科研与开发达到国际先进水平。发明了彩棉杂交核雄性不育技术、天然彩色棉织物处理工艺技术等一系列高科技成果。,（三）彩色棉的现状,2.彩色棉种植生产居世界第一位。2001年，我国彩棉种植面积扩大到20万亩，跃居世界第一位。,（三）彩色棉的现状,3.成为名副其实的绿色纺织品。获得了中国环境标志产品认证，是我国纺织服装业第一个也是目前唯一一个环境认证。,（四）彩色棉的优点,1.天然彩色棉是一种天然具有
26、色彩的棉花，无需染色。不仅减少了加工工序，还减少了染色造成的污染。,（四）彩色棉的优点,2.天然彩色棉纺织品加工的整个生产过程既不污染环境，也不被环境所污染。,（四）彩色棉的优点,3.天然彩色棉纺织品的原料可以再生，废弃物可以再利用或可自然降解。,（四）彩色棉的优点,4.彩色棉与白棉纤维染色的纺织品相比，具有愈洗愈艳丽的特色。,（四）彩色棉的优点,5.天然彩色棉和白棉相比，抗虫性明显，可以少施农药，减少来自农药中有毒物质的影响。,（四）彩色棉的优点,6.天然彩色棉耐旱性、耐瘠薄性较好，特别适合于旱地种植，因此可少施化肥，减少来自化肥的污染。,（四）彩色棉的优点,7.天然彩色棉纤维柔软、手感好，
27、其服装色泽柔和、样式古朴、质地纯正、感觉舒适、安全，符合人们返璞归真、色彩天然的心态。,（五）彩色棉的缺点,1.纤维品质较差。与白棉相比，彩色棉纤维长度比白棉短，纤维细度比白棉细，纤维强度比白棉差，棉间杂质多，耐光性、耐晒性也有待提高，短绒率较高、长度偏差大、色彩不够丰富等缺陷。,（五）彩色棉的缺点,2.价格昂贵。彩色棉采用核雄性不育的育种方法，每年都要由专业人员专门育种，无污染加工制剂远比传统制剂价格高，都大大加大了成本。,（五）彩色棉的缺点,3.色素很不稳定。不仅色素遗传不稳定，而且在加工中也极不稳定，遇酸、碱、氧化剂等存在变色、褪色、掉色、沾色等问题。,第三节 智能型纤维,定义：智能型纤
28、维是指能够自动感知环境条件的变化，改变自身的性能以适合人体生理、心理或其他需求的纤维。以相变纤维为例：,一、概述,基本概念：所谓相是指物质常见的气、液、固三种状态。相变是指物质在气、液、固三态间相互变化。能够随温度的变化而发生相变的材料称为相变材料。,二、相变调温机理,无相变材料：在无相变及结构变化的条件下，物质吸收或放出的热量与物质的质量、比热容、温度差成正比，即Q=CM（T2-T1）。由于物质的比热容一般较小，因此在无相变的条件下，物质的储热能力较小，温度调控能力自然也小。,二、相变调温机理,固-液相变材料：当环境温度变化时，吸收或放出的热量为：Q=M(Tm-T1)Cps+Ht+(T2-T
29、m)Cpl。物质的相变潜热一般比其热容大12个数量级。,热敏蜡,二、相变调温机理,固-固相变材料：随环境温度的升高和降低，物质的晶型会发生可逆性转化，同时吸收或放出热量。,二、相变调温机理,固-气、液-气相变材料：固-气、液-气相变潜热由两部分组成，即H=U+PV。H为相变潜热；U为内能变化；PV为体积功。,干冰,水,二、相变调温机理,由于固-气、液-气相变过程中气体体积较大，使得相变材料的体积变化较大，因此，尽管它们相变焓较大，但在纤维材料中很难应用。目前常用的是固-液相变材料。,三、相变纤维的研究过程,相变纤维起源于相变材料技术。20世纪70年代，美国国家航天航空局(NASA)首先开始研究
30、相变材料。1983年，NASA公布了利用相变潜热来贮能和放能的相变材料。1987年，NASA的下属公司验证了相变材料与纺织纤维复合的可行性。,四、用于制造相变纤维的相变材料,（一）用于制造相变纤维的相变材料应具有的性质 1.具有较大的相变潜热。2.选取的相变材料必须具有适合应用要求的 相变温度。3.相转变过程中相变材料的体积变化小。,四、用于制造相变纤维的相变材料,（一）用于制造相变纤维的相变材料应具有的性质 4.相转变过程必须完全可逆，且仅由温度决定。5.适宜的热传导系数。6.物理和化学性能稳定。7.相变材料的生产工艺简单，成本低，原材料 易得。,四、用于制造相变纤维的相变材料,（二）用于制
31、造相变纤维的相变材料的选择 相变材料的有效性主要取决于相变材料的温度变化范围和热焓值。,四、用于制造相变纤维的相变材料,（二）用于制造相变纤维的相变材料的选择 相变温度的选择:1.主要根据人体皮肤感受温度的要求而决定。2.选择与使用时的环境温度尽量接近的相变温度范围。,四、用于制造相变纤维的相变材料,（三）用于制造相变纤维的相变材料种类 1.无机相变材料主要是结晶水合盐。优点：价格便宜、相变热大、体积蓄热密度大、导热系数较有机相变材料大；缺点：过冷度大、易析出分离，经过几次蓄热一释热循环后，蓄热性能逐渐下降。,四、用于制造相变纤维的相变材料,2.有机相变材料包括有机脂、多元醇、石蜡烃等。聚乙二
32、醇(PEG)是研究最多的多元醇类相变材料之一，其相变特性具有分子量依赖性。石蜡具有不同的熔点和结晶点，改变相变材料中不同种烷烃的混合比例，可以得到纺织服装所需的相变温度范围。,五、相变纤维的制造方法,1.浸渍法 制备：(1)制成中空纤维；(2)浸渍相变材料。缺点：不耐洗涤 改进措施：使相变材料与纤维发生交联,五、相变纤维的制造方法,2.复合纺丝法 制备：将聚合物和相变材料熔体或溶液按一定比 例复合纺丝，制成皮芯型相变纤维。缺点：相变材料的可纺性差。改进措施：添加第三组分，提高相变材料可纺性。,五、相变纤维的制造方法,3.微胶囊法 制备：将相变材料包封在一载体系统（直径为1.010.0m 的微胶囊）中，对织物进行涂层或将微胶囊混入纺丝液中进行纺丝。优点：相变材料分散均匀，调温性能显著，穿着、洗涤、熨烫等过程中不会外逸等。,六、相变纤维的应用,1.太空服；2.运动性服装：制成滑雪服、滑雪靴、手套等；3.医疗：制成热敷袋、被褥、服装等，起辅助治 疗作用。4.用于对温度变化要求高的仪器、调温设备等。,
