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涼感面料——氮化硼是原材料之一?

2024-03-26 02:15:29

炎炎夏日即將到來,想想酷暑難耐,汗流浹背的感覺,你的內心是否充滿煩躁和不安?不必焦慮,科技帶給大家的福利來了——那就是涼感面料。


什么是涼感面料,涼感面料是否是智商稅?為避免商家的各種噱頭忽悠消費者、出現五花八門的炒作行為,規范市場行為,2017年中國紡織工業聯合會制定了關于涼感面料的國家標準——GB/T 35263-2017。根據標準,接觸涼感系數qmax≥0.15的紡織品為涼感面料(注:qmax單位為焦耳每平方厘米秒【J/(cm2.s)】)。

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隨著國家的發展,國人的收入不斷提高,人們對于服裝舒適性與功能性的要求也越來越高,涼感面料的需求逐年增加,市場前景廣闊。市場的需求激發了科技研發人員對個人熱管理以及涼感面料的研究興趣,同時也吸引了越來越多的公司入場淘金。


據研究人體的散熱主要以汗液蒸發及織物內外熱傳導等形式進行,一般織物的導熱率都較低,傳統的散熱方案設計,主要采用液冷、空冷技術及相變材料制備,但這類技術和材料生產的衣物都存在重量大、工作時間不持久、對工作環境有一定要求等問題,有些衣物的設計也存在安全性問題。如能通過配方調配,增加織物導熱率,提高其散熱性能,則可實現將人體產生的熱量從身體轉移到環境中,不僅滿足人們的降溫需求,還可以減少人們對電器設備制冷的依賴,有效節約能源實現低碳生活。因此,具有吸濕導濕排汗、涼爽功能以及良好散熱性能的織物更加符合現實需求,研究制備具有優異降溫散熱性能的涼感織物對于節能和多樣化的人體體溫調節具有重要意義。

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在絲織品中引入六方氮化硼
hexagonal Boron Nitride


針對以上情況,眾多院校的專家學者們研究較多是在絲織品中引入六方氮化硼

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張駿、李雨濤等在氮化硼∕聚氨酯織物涂層制備及其涼感性能研究中,通過“接枝改性-高分子交聯-涂層固載”策略制備了功能化氮化硼(FBN)∕水性聚氨酯(WPU)涂層整理的復合涼感織物,此織物相較于常見織物制品有突出的性能優勢,接觸涼感系數達到0.220J∕(cm2·s),導熱率達到3.1W∕(m·K),透氣率為427mm∕s。趙紅、季成龍等在基于納米氮化硼吸濕涼爽彈力針織物的開發的研究中,采用對氮化硼(BN)進行親水改性制備羥基化改性后的納米氮化硼(BNO),作為織物的涼爽劑,通過特定手段引入織物產品,在BNO質量分數為2%時得到較為適合的吸濕涼爽織物,相較于未處理滌氨織物,如表所示:吸濕涼爽滌氨織物的導熱系數提高89%,芯吸高度提高76%,水分蒸發速率提高94%,接觸涼感系數qmax值提高38%。

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近年來,相關的專利也不斷涌現。如:聚陽實業股份有限公司的“穿戴式涼感織物”,無錫紅豆居家服飾有限公司的“一種爽滑透氣短袖”,江蘇大同寶富紡織科技有限公司的“一種涼爽吸濕的滌綸復合面料”等等,均引入了六方氮化硼用以改善產品性能。


為什么涼感織物中引入六方氮化硼會引起這么多關注?首先,六方氮化硼(h-BN)具有松散、質輕、柔滑的特性,絲織物配方中添加,可以不增加整體重量的情況下提高舒適性;其次,h-BN化學性質極為穩定,安全無毒,應用于絲織品可放心接觸皮膚(它是高檔化妝品的配方原料之一,可見其安全性);再者,h-BN純白無瑕的外觀,具備顏色的可調配性,不影響后續產品的多彩設計;最關鍵的是,h-BN導熱性極好,引入后可有效提高絲織品的熱導率和涼感系數,極大的提高了產品的舒爽體驗,讓相關產品在炎熱夏季備受青睞。

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