熱舒適性對人們的身心健康、生命安全等均有重要意義，特別是在缺少空調(diào)等溫度調(diào)控設(shè)備的室外環(huán)境，如何通過功能性紡織品更好地實現(xiàn)人體熱舒適受到人們的廣泛關(guān)注。因此，用于提升室外人體舒適度的先進(jìn)功能織物應(yīng)運而生。
近日，南京林業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊報道了一種既可降溫又可保暖的雙模式熱管理纖維織物。該織物由偏氟乙烯－六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）和聚吡咯（PPy）兩種有機(jī)聚合物組成，制備工藝簡單并可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
相關(guān)研究將靜電紡絲工藝和原位氧化聚合相結(jié)合，首先，利用靜電紡絲工藝制備具有開放多孔結(jié)構(gòu)的PVDF-HFP纖維膜；然后在PVDF-HFP纖維膜的一面先后噴涂Fe3+溶液和吡咯溶液，經(jīng)氧化聚合后生成PPy，即可獲得雙模式熱管理纖維織物。觀察纖維膜的微觀結(jié)構(gòu)可以看出，PVDF-HFP面的纖維結(jié)構(gòu)較為疏松，呈高度開放的三維多孔網(wǎng)絡(luò)；而PPy面則呈現(xiàn)相對緊密的纖維結(jié)構(gòu)，且纖維直徑均有所增大。
微觀結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致纖維膜兩側(cè)的光學(xué)性質(zhì)相差甚遠(yuǎn)。PVDF-HFP面的太陽光吸收率很低，可通過米氏散射作用高效地反射大部分太陽光；同時，由于其中存在—CF2和—CF3等基團(tuán)，具有較高的中紅外發(fā)射率。而PPy面由于高度開放的多孔結(jié)構(gòu)受到破壞，對太陽光的吸收率較高。應(yīng)用雙模式纖維膜的理論對制冷功率和理論加熱功率進(jìn)行計算，結(jié)果表明纖維膜的理論制冷功率可以達(dá)到83 W/m2，而理論加熱功率則高達(dá)873 W/m2。
為驗證該織物在室外環(huán)境中的熱舒適效果，研究人員進(jìn)行了相關(guān)測試。結(jié)果表明，在850 W/m2的太陽光照強度下，纖維膜的PVDF-HFP面可以實現(xiàn)4.5℃左右的降溫效果，而PPy面可以實現(xiàn)35.8℃左右的加熱效果。進(jìn)一步將該織物覆蓋在人體皮膚表面，分別于冬季的陰天和晴天測試其室外人體熱管理性能。結(jié)果表明，雙模式纖維膜呈現(xiàn)出優(yōu)異的輻射制冷和保暖效果。
相關(guān)研究為雙模式熱管理材料的發(fā)展提供了新思路，除應(yīng)用于人體熱管理外，未來還有望應(yīng)用于建筑節(jié)能、戶外精密儀器保護(hù)等領(lǐng)域。
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資 料
來 源
?紡織導(dǎo)報
文章來源：長垣市職業(yè)裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心
