细旦纤维材料保暖机理

  热量的传递主要通过传导、对流和辐射三种途径进行。其中影响材料隔热性能的主要因素是传导和对流。

  在日常穿用中，评价保暖效果好坏与外部使用环境有着相当大的关系，外部环境对材料保暖性的影响主要是空气潮湿度和风力大小两种因素。例如，高吸湿纤维制成的保暖材料在干燥环境下使用，其保暖性和穿着舒适性较好，而在潮湿环境下，由于材料吸湿后热传导速率急剧上升，会导致保暖材料的保暖性急剧下降；但如果低吸湿纤维制成的保暖材料在潮湿环境下使用，则保暖性和舒适性都较好，而在干燥环境下，虽然其保暖性较好，但人体会感觉燥热和穿着不舒适。在无风状态下，热传导起主要作用，热量由物体的高温部分像向低温部分传递。这时材料的特点及内部结构决定了其热传导速率的快慢，材料内部结构及外部形状决定了其热辐射和反辐射性能的好坏；材料形状及结构决定了其保持静止空气以及阻止空气流动的能力。在有一定风速的情况下，尤其在高喊高原地区，原来静止的空气变得活跃起来，将会增加对流散热。在相同温度不同湿度条件下，潮湿环境中人会感觉更冷一些。国外研究者首先发现并将这一现象称为风冷效应，并归纳出表示风冷效应指标——风冷指数及计算公式，直接与环境温度和风速两个因素有关。

  通常，人体皮肤温度为33℃，裸露状态下，当风冷指数为1000时人体将会感到寒冷，风冷指数为1200时人会感到酷冷，风冷指数为1400时裸露部分会在20min内冻僵，风冷指数达到1800时裸露部分在10min内冻僵，而当风冷指数达到2400时裸露部分在1min内就会迅速冻僵。可见在有风的情况下，约80%的热量损失与风冷效应直接相关。所以，有风环境中保暖应着重考虑三方面的因素：①风冷效应（通常在面料设计时考虑防风设计，与保暖材料配合使用，效果较好）；②隔热性能；③透气性/透湿性。

  保暖材料的保暖效果主要是通过有效果阻断和减少热量传播的途径来实现的。纤维材料要达到良好的保暖效果，必须具备以下条件：①有效防止保暖材料与人体构成的微气候环境中的空气形成对流，并且保证该环境中的静止空气含量最大；②尽量加快人体产生的汗气排出微气候环境外，避免水传导热量；③选用热导率较小的材料，且能有效地容纳静止空气并对空气分割成较小的群体，增加空气对流的阻力；④在达到同样保暖效果的条件下，减小保暖材料的体积、重量，达到最佳舒适效果。

  选用热导率较小的丙纶纤维，通过降低纤维的细度，纤维的表面积成熟万倍地增加，纤维表面与空气分子之间的范德华力大幅增加，从而使材料内部之间的绝对静止空气大量增加，其特性发生质变，尤其是保暖性能大幅度提高，从而使其厚度大幅降低，实现轻、薄、软、暖。再结合具有良好防风性能的PTFE弹性膜，即可达到保暖的目的。

  通过特殊的复合工艺，将聚四氟乙烯弹性膜与细旦丙纶熔喷棉复合，形成一种类似于羊皮的材料，这种材料能够有效阻止空气对流，尤其是在大风的情况下。故称这种材料为人造羊皮。