探究纺织服装中相变材料微胶囊的运用

汪敬育 新疆伊犁州纤维检验所

探究纺织服装中相变材料微胶囊的运用

汪敬育 新疆伊犁州纤维检验所

本文以相变材料的特殊性质、吸热原理以及相变材料微胶囊技术，通过相变材料微胶囊在纺织服装中的选取，重点探究了修昂便材料在纺织服装中的应用。

相变材料 微胶囊 纺织服装

前言：相变材料（PCM-phase chage Material）指的是通过温度的变化而使得物质状态得到改变且可以释放出潜热的物质。这种转变物理性质的过程就称之为相变工程，上个世纪末，美国的航天管理局已经率先将微胶囊技术应用在纺织品当中，制作出具有调温功能的宇航服，可以切实保护宇航员在太空中不受温度剧烈变化的影响，现如今，相变材料以被人类所广泛应用，成为了屈指可数的最佳绿色环保的载体。

一、相变材料微胶囊

（一）相变材料

相变材料可分为有机（Organic）与无机（Inorganic）相变材料，还可分为水合盐（Hydrated）相变材料与蜡制（Paraffin Wax）相变材料，相变材料在一定的温度下，可以进行物质的转化，物质的分子有有序转变为无序，在这期间伴随着吸热与放热。而在服装上利用这种现象，不仅可以自动调节服装以及皮肤的温度，还可使得舒适感有着一个质的提升，倘若外界的温度较低时，PCM将向固体化转变，以便放出潜热，使得自己的衣服与周围的温度维持在一定区间之内，如果外界温度持续降低时，潜热全部放完后，服装与周围气候才开始冷却，冰转变成水的过程中，相变材料在这个过程中会释放与吸收一定的热能，当冰在升温时，温度每升高一摄氏度，相变材料至吸收2J/g,直到温度升高至冰融化时，将吸收336J/g的潜热，而水持续升温时，每升高一摄氏度，相变材料大概吸收4J/g的能量。由此得出，从冰转化成水的相变过程中，其中潜热的吸收量大约是相变温度稳定值以外的加热过程中热吸收的九十多倍[1]。

（二）相变材料微胶囊

微胶囊的制作始于上个世纪中叶，在末期得到了一定程度的进展，研制生产出了多种微胶囊化产品，在这一段时间内，微胶囊技术得到了迅猛的发展，微胶囊化产品是将单一液体状态的PCM通过封装技术使其分散成圆形的细微颗粒，在这之后将表面上涂封一层稳定的壳状涂层，经过这些工序后，即可获得相变材料微胶囊，微胶囊的制备技术同样也是具有多种方式方法，通常采用的是原位聚合法，纺织服装所应用的微胶囊在直径上约是0.001至0.1毫米之间。在纺织服装上所应用的微胶囊与其他种类的微胶囊的区别主要是对壁材的选择与设计的问题。光敏性微胶囊、压敏性微胶囊等同样类型的微胶囊可以在外界作用力之下使得壁材破裂，露出芯材物质，这样便可达到特殊的效果。而纺织服装所采用的相变材料微胶囊其中的核心相变材料在吸收热量后会转化成液态模式，囊壁所使用的材料有无机或有机高分子的材料。在高分子的材料之中，可以使用的是芳香族聚酰胺、密胺树脂以及聚氨酯等，通常情况下倘若想提升囊壁的密封性与稳定性，可以将各类壁材联合使用。

二、纺织服装的相变材料微胶囊的选择

已经被人类所熟知的冰与水以外，天然与人工的相变材料大约超过500余种，但值得一提的时候并非任何种类的相变材料都可以用在纺织领域，在纺织服装的应用中，相变材料应具有以下几种特点：相变材料的温度无限接近于人的正常体温，通常在三十至三十四摄氏度之间，热容量较为庞大。需在特定的恒温状态下融化及固化，必须发生可逆相变，禁止出现冷度小或不过冷的的现象。对人身没有负作用。而后是无毒，晶体生长速度加快，体积膨胀率较小且密度较大，在这其中，相变温度以及来源，毒性的存在以潜热是制作中的重要一环[2]。

三、相变材料微胶囊在纺织服装中的应用

（一）座椅上的应用

在座椅上的相变材料应用，可以切实有效的改善舒适性，对愉悦感有着明显的增强，当人坐在座椅上时，通过身体所传导的热量与湿量有了明显的降低，使得皮肤以及衣服上的温度大幅度升高，这会使得人的身体产生不适的感觉，而含有相变材料的座椅，不仅对多余的热量进行有效的吸收，还可以使得自身附近的表层温度，得到一定的控制。

（二）医疗工作服

新世纪初的“非典”病毒席卷我国，给我国经济上造成了极大的打击，医疗人员不得不穿着厚实笨重的隔离服装在第一线进行救援，由于搜救任务的难度极高，体力的消耗过大，导致搜救人员极易中暑，穿上采用相变材料的制作而成的防化服，通过其中的相变潜热进行有效降温。

（三）运动服装

相变材料微胶囊也可以应用在运动员的运动专用服装上，当进行剧烈运动时，体内所产生的热量十分庞大，随之人身体的温度也随之升高，如若没有得到及时的降温，休息，则很可能会出现一系列不适症状，严重时甚至可以导致休克症状。将相变材料微胶囊运用在运动服装，不仅可以有效控制身体的热与冷，还可以将热量释放或保存起来[3]。

四、结语

相变材料微胶囊拥有优秀的调节温度能力，在纺织服装中应用此类技术，将使得衣服的舒适度达到一个新的层次，是一种智能与功能并重的优秀产品。

[1]高明珠.相变材料微胶囊在纺织服装中的应用[J].四川纺织科技,2014,02:34-36.

[2]鄢瑛,张会平,高连连,郎雪梅.微胶囊相变材料特性及其在纺织服装上的应用[A].中国化工学会化学工程专业委员会、中国化工学会生物化工专业委员会.第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（下）[C].中国化工学会化学工程专业委员会、中国化工学会生物化工专业委员会:,2016:1.

[3]柳思.服装用相变材料微胶囊的制备与应用[D].华南理工大学,2013.