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相变纺织品调温性能的检测与分析_张海霞

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第34卷第8期2013年8月纺织学报JournalofTextileResearchVol．34，No．8Aug．，2013

文章编号：0253-9721（2013）08-0052-05相变纺织品调温性能的检测与分析

张海霞，张喜昌（河南工程学院，河南郑州450007）

摘要为了解相变纺织品的调温性能及其检测方法，分别设计了降温和升温2个实验方案，采用温度变化速率和温度变化时间2种方法对几种相变纺织品的调温性能进行测试分析。结果表明：降温实验和升温实验得到的结果基本一致；温度变化速率法得到的信息更全面，温度变化时间法较为简便快速，2种方法得到的测试结果与规律基本一致，可根据需要选用；与普通纺织品相比，相变纺织品在降温和升温过程中的温度变化均较缓慢，调温性能较好；厚度、紧度等织物规格参数对相变纺织品的调温性能有一定影响。关键词相变纺织品；调温性能；温度变化速率；温度变化时间；织物规格中图分类号：TS102.52文献标志码：A

Testingandanalysisofphasechangetextilethermo-regulatingperformance

ZHANGHaixia，ZHANGXichang（HenanInstituteofEngineering，Zhengzhou，Henan450007，China）

AbstractInordertotestandanalyzethethermo-regulatingperformanceofphasechangetextiles，coolingtestandheatingtestwererespectivelydesigned，andthethermo-regulatingperformanceofsomephasechangetextileswasinvestigatedbytwomethods（i．e．temperaturechangevelocityandtemperaturechangetime）．Theexperimentalresultsofcoolingtestareinagreementwiththoseofheatingtest．Anyoneofthemmaybeanoptionjustdependingonneeds．Comparedwithnormaltextiles，thetemperaturechangeofphasechangetextilesduringtheprocessofcoolingorheatingismoreslowly，sothethermo-regulatingperformanceisbetter．Thefabricspecifications，suchasthicknessandtightness，haveeffectonthethermo-regulatingperformanceofphasechangetextiletoacertainextent．Keywordsphasechangetextile；thermo-regulatingperformance；temperaturechangevelocity；temperaturechangetime；fabricspecification

收稿日期：2012－07－02修回日期：2013－03－23基金项目：河南省高校科技创新人才支持计划(2012HASTIT025)作者简介:张海霞(1971—)，女，教授，博士。主要研究方向为纺织新材料与新产品。E-mail:zhanghaixia8003@163．com。

相变材料（简称PCM）是一种能够在特定温度下发生可逆相态转变的材料，它在相转变过程中可从周围环境吸收或释放大量的热量，并保持自身温度基本恒定［1－3］。将相变材料应用到纺织品中，可以开发品种多样的相变调温纺织品，用其制成的服装能保持在一个舒适的温度范围，为人体提供舒适的衣内微气候环境［4－6］。调温性能是相变纺织品非常重要的一项性能。目前，通常采用保温仪法、暖体假人法、微气候仪法等进行纺织品热性能的测试，这些方法主要测试纺织品在平衡状态下的热量传递性能，指标也大多为传统的热性能指标，不适用于测试动态条件下相变纺织品的热性能［7－9］。关于相变纺织品调温性能的

检测，谌玉红等［10］研制了一种相变纺织品调温性能测试装置，目前国内尚无统一的测试方法与标准；美国材料与试验协会发布了ASTMD7024—2004《纺织材料的恒稳态和动态热性能的试验方法》，该标准适用于测定纺织材料在干态下的热阻和温度调节系第8期张海霞等：相变纺织品调温性能的检测与分析数，但需要在专门的测试仪上进行。本文根据相变纺织品的性能特点，利用现有仪器设备，提出了一种测试相变纺织品调温性能的方法，并对几种相变纺织品的调温性能进行了对比测试分析。1实验部分1.1材料采用自行设计织制的4种相变纺织品，包括2种Outlast粘胶纤维混纺织物和2种Outlast腈纶纤维混纺织物，并选用2种普通的粘胶和腈纶织物作为对比样，试样编号和部分规格参数见表1。相变纺织品与各自对比样在规格参数方面存在一定差异，这种差异对实验结果会有一定影响但对实验结论影响不大。1.2实验方法

相变纺织品温度调节的机制源于纤维内部的相变材料，它能根据外界环境的温度变化发生固液态可逆相转变，从而实现双向调温功能，因此，本文自行设计了降温和升温2个实验方案，以衡量相变纺织品在降温和升温2个过程中的温度调节能力。表1试样编号和规格Tab．1Samplenumbersandspecifications

试样编号成分纱线线密度/tex密度/（根·（10cm）－1）

经纱纬纱经向纬向总紧度/%厚度/

mmV1Outlast粘胶/竹浆/涤（60/20/20）14.814.8573.6288.289.00.24V2Outlast粘胶/竹浆/涤（60/20/20）14.814.8475.6299.681.50.23V3普通粘胶/涤（60/40）28.028.0209.6209.666.70.29A1Outlast腈纶/棉（40/60）18.418.4240.6270.064.70.60A2Outlast腈纶/棉（40/60）18.418.4343.0251.872.60.74A3普通腈纶18.718.7232.0231.560.40.31

降温实验采用YG741C型缩水率烘箱，烘箱设定温度为60℃，试样在烘箱中加热平衡30min后取出，用WSC-01C型数字测温仪测试试样表面温度，通过2次实验分别得到降温速率和降温时间。测试降温速率时，从40℃开始计时，每隔10s记录1次试样表面温度，实验时间为300s；测试降温时间时，测量并记录试样表面温度从33℃下降到23℃所需时间。升温实验采用YG606型平板式保温仪，将试样平铺在实验板上，试样初始温度为20℃，用WSC-01C型数字测温仪测试试样表面温度，通过2次实

验分别得到升温速率和升温时间。升温速率测试时，从20℃开始计时，每隔10s记录1次试样表面温度，共测量24个数据；升温时间测试时，测量并记录试样表面温度从20℃上升到33℃所需时间。WSC-01C型数字测温仪分辨率为0.1℃，试样

表面温度的测试均在1个标准大气压状态下进行。

2结果与讨论

2.1降温实验

首先进行降温速率实验，6种试样的降温曲线分别见图1所示。由图可知，随着降温时间的延长，6种试样的表面温度均近似呈指数规律下降。在降

图1降温曲线Fig．1Coolingcurves．（a）Viscosefabrics；（b）Acrylicfabrics

·35·纺织学报第34卷温初期，织物表面温度下降较快，当温度下降到23℃左右时，织物表面温度下降速率逐渐变慢并趋于平衡。运用Origin分析软件对实验数据进行负指数拟合，得到6种试样在降温过程中温度T对时间t的回归方程；对温度-时间回归方程求导，可得到降温速率V对时间t的回归方程；根据降温速率-时间回

归方程V（t），通过公式V=∫3000V（t）dt300，可计算得到降温速率，表2降温速率和降温时间实验中测得的平均降温时间。

表2降温速率和降温时间Tab．2Coolingvelocityandcoolingtime

试样编号温度－时间回归方程降温速率－时间回归方程降温速率/（℃·s－1）降温时间/sV1T=23．09429+16．11822e－0．042590tR2=0．98957V=－0．68647e－0．042590t0.05373263.5V2T=22．9863+16．23576e－0．04738tR2=0．98764V=－0．76925e－0．04738t0.05412244.5V3T=22．12752+16．90103e－0．0429tR2=0．98572V=－0．72505e－0．0429t0.05634182.0A1T=23．18184+16．55984e－0．03486tR2=0．99777V=－0．57728e－0．03486t0.05331281.0A2T=23．56286+15．97868e－0．03052tR2=0．9963V=－0．48767e－0．03052t0.05326310.5A3T=22．12744+16．90097e－0．04290tR2=0．99999V=－0．72505e－0．04290t0.05634211.0由表2可知，试样V1、V2的降温速率低于试样V3，降温时间大于试样V3，同时，试样A1、A2的降温速率低于试样A3，降温时间大于试样A3，说明试样V1、V2和试样A1、A2在降温过程中具有较好的温度调节能力，这主要是由于试样V1、V2中含有Outlast粘胶纤维，试样A1、A2中含有Outlast腈纶纤维，2种空调纤维中的相变材料对温度变化起到一定的缓冲作用。比较试样V1、V2、A1、A2的降温速率和降温时间可知，在降温过程中，试样V1的调温性能略优于V2，试样A2的调温性能略优于A1，同时试样A1、A2的调温性能略优于试样V1、V2，这主要是由于试样间厚度、紧度等规格参数的差异，可见织物规格参数对其调温性能也有一定的影响。降温实验中采用的2种测试方法，即降温速率测试法和降温时间测试法，得到的实验结果和规律基本一致，降温速率低的试样，其降温时间较长，但调温性能较好。在2种方法中，降温时间测试法较简便快速，易于操作；降温速率测试法操作较复杂，数据处理有一定难度，但可以得到降温过程中布面温度的变化规律，有助于更深入细致地分析相变纺织品的调温性能。2种方法各有特点，可根据情况选用。2.2升温实验升温速率实验中，6种试样的升温曲线分别见图2。

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智能调温纺织品的种类及应用

智能调温纺织品的种类及应用

智能调温纺织品的种类及应⽤智能调温纺织品的种类及应⽤作者：赵宝艳，王瑄，吴超， ZHAO Bao-yan， WANG Xuan， WU Chao作者单位：浙江纺织服装职业技术学院,浙江宁波,315211刊名：浙江纺织服装职业技术学院学报英⽂刊名：JOURNAL OF ZHEJIANG TEXTILE & FASHION COLLEGE年，卷(期)：2009，8(3)被引⽤次数：0次参考⽂献(16条)1.K Ghali.N Ghad dar Experimental and numerical investigation of the effect of phase change materials on clothing during periodic ventilation 2004(03)2.刘书芳.顾振亚温敏性⽔凝胶在智能纺织品开发中的应⽤[期刊论⽂]-纺织学报 2007(11)3.窦明池智能纺织品的研究进展[期刊论⽂]-河北纺织 2006(03)4.窦明池.陈⼈豪智能纺织品的研究现状与展望 2005(07)5.万震.王炜.杜国君新型保温调温纺织品的研究进展[期刊论⽂]-合成纤维 2003(05)6.马晓光.李俊升.李桦⼀种智能调温纺织品及其制备⽅法 20077.李桦.马晓光.张晓林相变材料的复合及其调温纺织品[期刊论⽂]-纺织学报 2007(01)8.王春莹.张兴祥调温微胶囊的研制[期刊论⽂]-印染 2002(06)9.顾振亚.陈莉智能纺织品设计与应⽤ 200610.陶肖明.张兴祥智能纤维的现状与未来[期刊论⽂]-棉纺织技术 2002(03)11.黄鹤.于伟东.严灏景⾃适应纺织品的类别及其制品[期刊论⽂]-纺织学报 2007(12)12.⽯海峰光热转换蓄热调温纤维的研制 200113.马晓光聚⼄⼆醇在功能纺织品上的应⽤[期刊论⽂]-产业⽤纺织品 2003(04)14.马晓光聚⼄⼆醇莆热调温性能及其在功能纺织品上的应⽤[期刊论⽂]-功能⾼分⼦学报 2003(03)15.周晓东.朱平.张建波智能纺织品的特性与应⽤[期刊论⽂]-印染助剂 2006(12)16.苗晓光智能调温负离⼦⽜奶蛋⽩纤维的试制研究[期刊论⽂]-⽑纺科技 2005(07)相似⽂献(10条)1.会议论⽂苗晓光智能调温负离⼦⽜奶蛋⽩纤维的试制研究2005通过采⽤适宜的相变材料和负离⼦发射材料,并与以酪蛋⽩质改性的湿法纺(聚)丙烯腈喷丝液共混,通过湿法纺丝⼯艺加⼯,可以制造出同时具有智能调温和负离⼦发射功能的⽜奶蛋⽩纤维.特别是通过采⽤⼀种含有异氰酸酯共混物的以C<,19>相变蜡为主要成分的相变材料与酪蛋⽩质改性(聚)丙烯腈喷丝液材料共混,再加上适量的负离⼦发射材料,可以靠湿法纺丝⼯艺⽣产出相变焓更⾼的智能调温负离⼦⽜奶蛋⽩纤维.2.学位论⽂励雯波智能调温型聚氨酯防⽔透湿涂层剂的研制2005国内，聚氨酯涂层制剂由于受进⼝原料价格所限，⽆论理论还是应⽤研究都⾮常滞后，且产量很⼩，品种单⼀，远远满⾜不了国内市场对这种⾼品质聚氨酯涂层制剂⽇益增长的需求，我国每年需进⼝1.5～2亿美圆聚氨酯涂层织物和涂层剂。

丙烯酸酯类粘合剂在相变调温纺织品领域的应用研究

丙烯酸酯类粘合剂在相变调温纺织品领域的应用研究


印染 后 整 理
（ ）将 同一 块涤纶 织物剪成 ２ ｃ １ ×７ｍ的布样 八块 ，分别 川 电子天平称 重 。 （ ） 液体 Ｉ ２ 将 ： 蜡和 体 业 蜡 复配 成相变温 度 为５Ｃ １￣ 业 ｌ ￣ ￣ ０Ｃ的 蜡 ， 入玻璃 放
皿 中 ，加入溶 质 百分 比为３ ％的粘 合剂 ，在玻 璃 皿 中分 别配 置成 不 同浓度 的溶液 ， ０ 川 玻璃棒 充分搅 拌均 匀 。 （ ）将称 重好 的布 样分别 浸渍 ，十 分钟 斤 ，取 山布样 ，在 烘箱 内烘干２ ｘ ３ ｄ 时斤 ，
色 、耐光 及耐 侯性 ， 不易氧 化 川，通过 对 比各类 粘合 剂 的性 能 ，实验 选 取 丙烯酸 酯 类粘合 剂 。
二 粘合 剂 的用 量对 石蜡保 持 率 的影响 丙烯 酸 系含有 极性 很强 的 官能 团 ，很 容易 和其 它单 体进 行乳 液共 聚 ，制 成具有
各 种性 能的乳 液粘 合剂 ，丙烯 酸系 聚 合物粘 接 强度和 剪 切强度 均 很 高 ，具 有很 强的
氢键性 ，这些性能符合实验要求 。 １ 实验器材： 蜡 ，丙烯酸酯类粘合剂，Ｈ ＿ Ｈ４ 恒温水浴锅 ，Ｆ ２０ 电子天平，烧 Ａ ０４
杯 ，玻璃 皿 ，玻璃棒 ，剪 刀 等 。
２ 实验步骤
Ｉ ８
《Ｉ 纺 织 》 ２ １ 年 第 一期 （ １４期 ） ？ ’北 ０１ 总 ４
《 北 纺 织 》２ １ 年 第 一 期 （ ｌ４期 ） ０１ 总 ４
Ｅ染 后 整 理 Ｉ Ｊ
丙烯 酸 酯 类粘 合 剂 在 相 变 调 温 纺 织 品领 域 的应 用研 究
张红星 王 茜
（ 家庄 河北科技 大学研 究生学院 ０ ０ １ ） 石 ５ ０ ８
纺织品的热导率测试与应用

纺织品的热导率测试与应用

纺织品的热导率测试与应用在现代社会中，纺织品的应用领域日益广泛，从日常的服装穿着到工业领域的隔热材料，从家居用品到医疗防护等，其性能要求也越发多样化和专业化。

其中，热导率作为衡量纺织品热传递性能的关键指标，对于评估纺织品在不同场景下的适用性具有重要意义。

一、纺织品热导率的基本概念热导率，简单来说，就是指材料在单位时间内、单位面积上、单位温度梯度下传递的热量。

对于纺织品而言，其热导率的大小取决于多种因素，包括纤维的种类、纺织结构、孔隙率、湿度等。

不同的纤维材料具有不同的热传导性能。

例如，天然纤维如棉和羊毛通常具有相对较低的热导率，因为它们的内部结构较为复杂，存在较多的空气间隙，能够有效地阻碍热传递。

而合成纤维如聚酯和尼龙的热导率则相对较高。

纺织品的纺织结构也会影响热导率。

紧密编织的纺织品通常热导率较高，而疏松的结构则有利于减少热传递。

孔隙率的大小同样重要，较大的孔隙率能够容纳更多的静止空气，从而增强隔热性能，降低热导率。

此外，湿度也会对纺织品的热导率产生影响。

当纺织品吸收水分时，水分的存在会增加热传导的途径，导致热导率升高。

二、热导率测试方法为了准确测定纺织品的热导率，科学家们开发了多种测试方法，常见的有以下几种：1、稳态热板法这是一种广泛应用的方法。

将纺织品样品放置在加热的热板和冷却的冷板之间，通过测量在稳定状态下通过样品的热流量和温度梯度，计算出热导率。

2、热流计法使用热流传感器来测量通过纺织品的热流，结合温度差和样品的几何尺寸，得出热导率。

3、瞬态热线法通过在样品中插入一根加热的细线，测量温度随时间的变化，从而计算热导率。

这种方法适用于测量低导热系数的材料。

在进行热导率测试时，需要严格控制测试条件，如环境温度、湿度、样品的尺寸和预处理等，以确保测试结果的准确性和可靠性。

三、热导率测试的影响因素1、样品的制备样品的尺寸、平整度和均匀性都会对测试结果产生影响。

如果样品尺寸过小或不均匀，可能导致热传递不均匀，从而影响测量结果的准确性。

纺织品回潮率测试方法

纺织品回潮率测试方法

纺织品回潮率测试方法纺织品回潮率是指纺织品在特定条件下吸湿后所占总重量的比例。

回潮率测试是评估纺织品吸湿性能的重要方法，可以帮助纺织工作者和消费者了解纺织品在不同湿度环境下的水分吸收情况。

一种常用的纺织品回潮率测试方法是使用恒温恒湿气候箱进行测试。

以下是具体步骤：1. 准备样品：从待测试的纺织品中选取适当大小的样品，通常是一个标准尺寸的方形样品。

2. 称重：使用精确的电子天平将样品的干重记录下来，并确保称重结果准确。

3. 恒温恒湿箱设置：将恒温恒湿箱设置在所需的测试湿度和温度。

常见的测试条件是相对湿度为65-70%，温度为20-25℃。

4. 放置样品：将样品放置在预先烘干并冷却到室温的恒温恒湿箱中，确保样品与其他物质没有接触。

5. 等待吸湿平衡：样品需要在恒温恒湿箱中等待一段时间，直到其重量不再发生显著变化。

通常，为了达到平衡状态，样品需要放置一段时间，通常为24小时。

6. 重新称重：将样品从恒温恒湿箱中取出，轻轻地晾干。

然后，使用电子天平重新称重，并记录下湿重。

7. 计算回潮率：通过以下公式计算纺织品的回潮率：回潮率(%) = (湿重 - 干重) / 干重 × 100回潮率测试方法可以帮助纺织品制造商和消费者评估材料对水分的吸湿性能。

较高的回潮率可能意味着纺织品对湿度变化更敏感，而较低的回潮率则表示纺织品的吸湿性能较差。

通过准确测试纺织品回潮率，可以帮助生产商选择和优化材料，以满足特定的服装和用途需求。

总而言之，纺织品回潮率测试方法提供了一种衡量纺织品吸湿性能的有效方式。

这种测试方法对于纺织工作者来说尤为重要，因为它可以帮助他们选择合适的材料，并确保最终产品在不同湿度环境下表现出良好的性能。