本技术介绍了一种环保型纳米纤维膜及其制备技术,该技术通过将辐射制冷聚合物溶解于混合溶剂中,利用静电纺丝工艺制备出辐射制冷纳米纤维膜。进一步,将冷感纳米材料均匀分散于溶剂中,并通过超声处理,再使用喷涂工艺在纤维膜表面形成一层均匀的纳米材料层,最终得到具有可持续冷感特性的纳米纤维膜。该纳米纤维膜具备非对称导热结构,外侧低导热性有效阻隔外部热量,内侧高导热性促进热量快速传递,实现快速冷感效果。此外,膜内部热量通过选择性热辐射散发至外太空,有效减缓升温,维持冷感。该技术制备过程简便,无需额外能源消耗,实现自动冷感效果。
背景技术
当人们在户外环境中工作、运动时,由太阳辐射和运动代谢引起的热调节失衡可导致人体过度热应激,轻则眩晕恶心,重则危及生命安全。高导热性能的纺织品与皮肤接触瞬间,引起皮肤表面热量快速流失、温度瞬即下降,让人体拥有冷感的触觉。然而,在户外阳光照射下,纺织品的温度会逐渐升高,这种冷感变得不可持续。应用日间辐射制冷技术的纺织品可自发地将人体红外辐射选择性发射到寒冷的外太空,同时反射太阳光,有效减缓纺织品因太阳辐照导致的升温,从而维持纺织品的冷感长久可持续。因此,设计一种可持续冷感的纳米纤维膜在调节人体微气候,提升户外热舒适性具有着重要价值。
可持续冷感的功能依赖于材料的高效导热性能的支撑。中国发明专利CN116061525A和CN112458563A公开了导热的辐射制冷织物材料,通过在本征热导率较低聚合物基体中掺杂导热填料以提升复合纤维热导率的技术。该策略依赖于较高的填料含量以构建有效的热传导路径,从而导致整体导热效率不高。而过高的填料含量会劣化复合纤维的加工性能并显著降低其机械特性。优化填料构型以在聚合物基质中构筑高效热传导网络,对于增强复合材料的导热效能至关重要,需要通过导热材料的严格筛选及制备工艺的精心设计,构筑高效导热网络结构(参见文献: Chem. Soc. Rev.
, 2016, 45
, 3989)。 因此,亟需通过一种简单工艺、高性能的辐射制冷材料及加工方式,提供可持续冷感功能的纺织品。
实现思路