我们离温度自由还有多远？谈谈相变调温纺织品

冬天最讨厌的就是外面那呼呼的北风，每天早上都要跟被子争斗很久才能爬出那个不忍离去的被窝。好不容易当我们穿上性能优越的保暖内衣，舒舒服服的走出家门时，却在中午被外面暖暖的太阳晒出一身的汗。哎！这个保暖内衣保温性能太好看来也不是好事，要是这衣服能像空调一样，冷的时候就发热保暖，热的时候就吸热降温该有多好啊！

你没有做梦，这个能像空调一样能自由调节温度的衣服已经实现了！这就是相变调温服装，穿上它就可以根据外界环境温度的高低自由调节温度，让你的服装内保持一个恒定的舒适温度。

相变调温其实是一个专业的物理化学名词，它是指通过物质相态的转变产生的吸热或放热反应来调节温度。我们在中学的物理课本上就学到，自然界的各种物质多是以气体、液体、固体这三种状态存在的，这每一种状态专业的名词就是物质的“相态”，物质的气、液、固三种相态是可以相互转变的，当液体降温时，在适当的临界温度点，液体就会凝固成固体，同样固体也可以升华成气体，气体可以冷凝成液体，这样的相态之间的相互转换是可逆的，伴随的就是大量的吸热或放热反应。物质相态之间的转变就叫做“相变”，而通过相变时吸收或放出的热量来调节环境温度就叫做“相变调温”。

相变调温纺织品最初是为了航空航天的需要，作为宇航服的材料研发出来的，现在随着科技的发展以及成本的降低，在民用领域也在逐步推进。在纺织领域，相变调温产品的实现主要有以下几种方式：

1、作为一种功能性物质，把相变材料作为填充物灌装到中空纤维的孔隙当中，用这种方式制成的调温纤维调温性能好，相变物质在纤维中分布均匀，但缺点是相变材料容易泄漏，因为中空纤维制品在服装的裁剪或服装使用过程中发生断裂，那么孔隙就不密封了，就有泄漏的风险。

2、借鉴常规功能性纺织品功能性赋予的方法，把相变材料添加到化学纺丝液或面料涂层液中，这样相变材料就黏附到纺织品上，用这样的方法制成的调温材料对纤维或面料的性能会有一定的影响。例如如果加入纺纱液中的相变材料过多、分布不匀，那么纤维的可纺性会降低、强力会降低；同样用涂层的方式施加相变材料到纺织品上，会使纺织品的手感变差、耐磨性及洗涤性能受到考验。

3、把相变材料作为服装的填充料直接复合到服装当中，这样的方法工艺简单、加工成本较低，但相对来说服装会比较厚，如果想作为夏天降温的调温服装就不太现实。

解决了相变材料附加于纺织品上的加工难题，对于适用于纺织品的相变材料的选择也是一个问题。

理论上来说，绝大部分材料都可以作为相变材料，因为绝大部分物质在自然界中都是可以发生相态转变的，但由于有些物质发生相变的临界温度点很高或很低，这对服装的调温那就没有什么现实的意义了，所以选择适合纺织品的相变材料第一要考虑的就是相变温度。根据相关的研究表明，我们人体在温度26-30之间时一般会感觉比较舒服，所以作为调温纺织品的相变材料，其相变温度应该在26-30之间。如果想作为夏天的调温材料，可以选择26左右的，保证夏天体感不热；如果想作为冬天的调温材料，那就可以选择30左右的，这样可以保证冬天服装的保暖。

另一个重要的参数是相变材料的相变焓。所谓相变焓，就是指单位相变材料完成相态转变所能吸收或放出的热量，材料的相变焓越大，那么在发生相态转变时纺织品就能释放或存储越多的能量，这关系到调温纺织品能给人体提供多久的保护。想象一下，如果一款相变调温服装，因为相变材料的相变焓太低，服装只提供了几分钟的调温效果能量就用完了，那么这样的衣服跟普通衣服有什么区别？

相变材料的热稳定性也是一个重要的问题。在使用的过程中，为了实现调温的性能，相变材料肯定会进行频繁的相态转变，每一次相态的转变都附随着大量的吸热或放热，如果材料的热稳定性不好，那么经过一定次数的吸-放热循环之后，材料的吸放热能力就会下降，最终导致调温性能丧失，这在物理上叫“相分离”现象。

相变材料的毒副作用以及环保性能也是要考虑的一个问题。相变材料是附加在纺织品上的，在使用过程中可能会不可避免地与人体皮肤接触，如果相变材料不安全，那么就可能对人体产生毒害或者对环境产生污染。

其它的一些例如物质在相变过程中体积的变化问题、相变材料的导热性能问题等都会对调温纺织品的实际使用感受产生影响，在相变材料的选择过程中也是一定要考虑的问题。

相变调温纺织品其实在一些特殊行业的服装或产业用纺织品上已经有应用，但是在我们日常的服装上似乎还不太常见，最起码在最近我在搜索保暖内衣的过程中还没发现有声称使用相变材料来保暖的，但我相信这样一种性能优秀的材料一定会进入到老百姓日常的衣橱当中，也许是现阶段技术还不够成熟，也许是成本还不够亲民，再等等吧！