吸濕發熱纖維的研究現狀及發展趨勢

劉津瑋，王 波，劉濱璐，紀曉杰，王雯雯

(青島市纖維紡織品監督檢驗研究院，山東 青島 266000)

隨著人們審美觀念的提高，對輕薄、舒適、美觀型服裝的要求越來越高，能發熱并持久保溫的輕薄型面料備受青睞，而且冬季人體產生的氣態和液態汗水不易穿過厚重的服裝釋放到周圍環境中，往往集聚在服裝內側，會使人產生濕冷的感覺。因此，吸濕發熱纖維順勢而生，該纖維可在吸收人體產生的潛汗或顯汗時產生熱量以實現發熱保暖的效果。國內科研機構及相關企業也愈加重視對吸濕發熱纖維的制備、性能及其紡紗工藝、織造工藝的研究。

1 吸濕發熱纖維概述

1.1 吸濕發熱原理

吸濕發熱纖維的作用原理目前有兩種主流說法，一是利用吸濕發熱纖維較強的吸濕性捕捉空氣中含有較高動能的水分子，將其吸附到纖維表面，根據能量守恒定律，水分子的動能轉變為熱能，從而達到發熱的效果；還有一種說法是吸濕發熱纖維吸收空氣中和人體所散發的水蒸氣，水蒸氣由氣態轉化為液態時會放出熱量，從而實現發熱的效果[1]。

1.2 吸濕發熱纖維分類

吸濕發熱纖維可分為三大類：天然吸濕發熱纖維、合成吸濕發熱纖維、復合型吸濕發熱纖維。其中天然吸濕發熱纖維以羊毛為主，由于其吸濕性能較好，因此發熱效果好；合成吸濕發熱纖維則是指通過化學法或物理法賦予合成纖維其更好的吸濕性，實現更好的吸濕發熱效果；復合型吸濕發熱纖維是將具有發熱性或吸濕性的無機材料和具有發熱性或吸濕性的高分子材料混合或反應，制備的吸濕發熱性能較好的纖維[2]。

2 國內外研究現狀

國內對吸濕發熱纖維的研究起步相對較晚，目前主要集中在吸濕發熱纖維紡紗工藝和面料開發等方面。葛露露等人[3]以Eks纖維(亞丙烯酸鹽系纖維)和舒熱絲纖維(改性聚丙烯酸類纖維)2種吸濕發熱纖維為基礎原料設計開發了具有吸濕發熱功能的毛型織物；瞿建新等人[4]以線密度為28 tex的棉紗為經紗，以單紗線密度為15.5 tex的2合股腈綸/銅氨纖維混紡紗為緯紗，設計開發了腈綸基吸濕發熱單面絨面料；于倩倩等人[5]采用不同組分配比的Softwarm纖維紗線在針織大圓機上編織吸濕發熱功能針織內衣面料；黃小蝶等人[6]采用Eks纖維、德絨纖維、腈綸、粘膠纖維和蛋白粘膠纖維設計了組織結構相同、面密度相近的針織面料，結果表明混紡比為EKS纖維/德絨纖維/蛋白黏膠纖維30/30/40，紗線線密度為14.6tex時，混紡針織物熱濕舒適性能最優；李夢穎，趙濤[7]以丙烯腈為單體，過硫酸鉀為引發劑，對尼龍織物進行化學接枝改性，優化改性條件、水解條件，發現改性后織物具有較高的回潮率，最高可達到20%，此時的最大溫升超過3.5℃，吸濕發熱效果顯著；吳炳燁等人[8]將具有吸濕發熱功能的聚丙烯酸鈉作為吸濕發熱功能劑添加到粘膠紡絲液中共混，采用濕法紡絲工藝制備出性能優異的吸濕發熱改性粘膠纖維；邢周明[9]采用咖啡炭滌綸、石墨烯滌綸以及竹炭滌綸短纖維與粘膠、腈綸混紡，通過優化紗線組分，結合吸濕發熱機理，開發了具有優異吸濕發熱性能的針織面料。

國外關于吸濕發熱纖維的研究中，日本在發熱纖維方面的研發比較成熟，主要有日本東麗公司研發的Softwarm纖維和Warmsensor纖維、東洋紡公司研發的Eks纖維和N38纖維、日本旭化成株式會社研發的Thermogear纖維、日本三菱公司研發的Renaissα纖維、日本敷紡公司研發的Thermostock纖維等[10]。

3 相關測試標準

為了規范吸濕發熱纖維產品質量，國家相繼出臺了行業標準FZ/T 73036-2010《吸濕發熱針織內衣》和國家推薦性標準GB/T 29866-2013《紡織品吸濕發熱性能試驗方法》兩個標準。這兩個標準的區別主要有：FZ/T 73036-2010是產品標準，而GB/T 29866-2013是方法標準；適用范圍不同，FZ/T 73036—2010的吸濕發熱試驗方法僅僅適用于吸濕發熱針織內衣，而GB/T 29866-2013則適用于全部類型的具有吸濕發熱性能的紡織物及其制品；FZ/T 73036-2010可以按照指標值進行判定產品合格與否。

目前對于吸濕發熱產品的評判只有FZ/T 73036-2010《吸濕發熱針織內衣》，國家尚未出臺強制性的國家標準來規范功能性紡織品，不強制產品在標簽標識上標注對應的功能性產品標準，市場監管方面對于普通內衣產品的安全性抽查較多，而對于功能性內衣產品的功能性抽查力度稍顯薄弱。鑒于只有吸濕發熱內衣產品的評判標準，諸佩菊等人[11]通過對15批次標識或宣稱具有吸濕發熱功能的內衣產品進行測試、分析，發現吸濕發熱升溫值達到要求的樣品較少，吸濕發熱性能符合率僅為33%，因此，國家亟需出臺相應的功能性產品標準要求及監管要求。

4 發展趨勢

吸濕發熱纖維的研究趨勢主要集中在保暖持久性、多功能化、生態環保及經濟實用等方面：(1)保暖持久性。對于通過添加某些添加劑或聚合物來達到吸濕保暖效果的吸濕發熱纖維，在穿著、洗滌和熨燙過程中，添加物質的脫落會造成保暖效果逐步下降，因此保證纖維保暖效果和功能持久性是需要進一步研究的內容。(2)多功能化。賦予單一功能纖維更多的功能可滿足人們不同使用場景的要求，是纖維發展的重要趨勢。(3)生態環保。產品環保無污染、可回收利用、可降解是對所有功能材料的總體要求，也是國家產業發展的趨勢。(4)經濟實用。研發成本太高往往會限制產品的應用，只有在創新的同時降低產品成本，提高其性價比，才能得到更好的推廣與應用。

5 結語

吸濕發熱纖維作為功能型纖維的一種，盡管我國相關研究起步相對較晚，但科研創新一直從未停止。研發生態環保、功能多樣、性能優良的吸濕發熱纖維是其重要的發展方向，優化吸濕發熱纖維及其制品的性價比，是得到消費者認可的關鍵所在。隨著消費市場對功能性紡織品的青睞程度提高，吸濕發熱纖維市場前景可觀。