摘 要

本文以相变材料（Phase Change Materials，PCM）在服装上的应用为例，分析此应用所产生的一些问题。了解相变材料应用于降温技术的发展现状。目前制约降温装备降温效果的关键原因有二：（1）降温介质的初期降温速度过快，容易造成人体冷应急；（2）降温持续时间过短。解决该问题的关键是降温介质的选取。前期研究发现通过改变相变复合材料的配比可以得到不同相变温度和不同降温速率的降温材料，不过相变材料的降温效果和降温速率的矛盾性问题还有待进一步的解决。针对常见降温介质（特别是不同配比的相变降温材料）的理化性能和降温性能 参数进行综合测试及对比分析评估，比选优质高效降温介质。以有机物石蜡为相变材料，对一定石蜡含量的复合相变储热材料与纯石蜡进行实验分析，找出其储热放热时间的差异，并结合实际分析应用于服饰时不同材料的适用性。

关键词：相变材料；服装舒适性；降温技术；石蜡

Abstract

In this paper, the application of phase change materials in clothing is an example to analyze some problems arising from the application. Understanding the development of phase change materials in cooling technology. At present, there are two key reasons for the cooling effect of cooling equipment: (1) the initial cooling rate of the cooling medium is too fast, and it is easy to cause the human body cold emergency; (2) the cooling duration is too short. The key to solve this problem is to select the cooling medium. Previous studies have shown that the change ratio of the composite phase change materials can be obtained with different phase change temperature and different cooling rate of cooling material, but phase change material cooling effect and cooling rate of the contradictory nature of the problem remains to be further solved. In view of the physical and chemical properties and cooling performance parameters of the common cooling medium (especially the phase change cooling material with different ratio), the comprehensive test and comparative analysis are carried out to evaluate the performance of the cooling medium. With paraffin as phase change materials, to a certain content of paraffin composite phase change heat storage material with pure paraffin experiment analysis, find out the differences in thermal heat storage time, and combined with the actual analysis of the applicability of the different materials used in clothing.

Key Words：Phase change materials; clothing comfort; cooling technology; paraffin

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景、目的和意义 1

1.1.1课题研究的背景 1

1.1.2课题研究的目的 1

1.1.3课题研究的意义 1

1.2 国内外研究现状以及存在的问题 2

1.2.1 国内外研究现状 3

1.2.2 相变材料存在的问题 4

1.3 本章小结 5

第2章 不同类型的相变材料简介 6

2.1 水和无机盐 6

2.2 线性长链碳氢化合物 7

2.3 聚乙二醇（PEG） 8

2.4 其他 8

2.5 本章小结 9

第3章 相变材料在服装上的应用 10

3.1 热舒适概念 10

3.2寒冷环境的服装 11

3.3 如何将相变材料用于纺织品 11

3.4 相变材料在纺织品内是如何工作的 12

3.5 本章小结 12

第4章 石蜡/膨胀石墨复合相变材料的结构与热性能 13

4.1 石蜡/膨胀石墨复合相变材料简介 13

4.2储（放）热性能 13

4.3 本章小结 14

结 论 15

参考文献 16

致 谢 17

第1章 绪论

本章的主要内容是对课题研究的背景目的和意义；国内外研究现状、课题研究的内容、预期目标等进行综合论述。

1.1 课题研究的背景、目的和意义

1.1.1课题研究的背景

对于长期在户外工作的人员（尤其是夏天）或者工作环境需要面对高温的人来说，工作时会受到连续不断的热应激，所谓热应激就是肌体热暴露时对热刺激产生的一系列反应的统称。如果遭到连续不断的热应激，人员就有可能会表示出难以入睡、睡眠质量较差、睡醒后仍然没有精神、工作时瞌睡、身体和生理特别容易表现出萎靡、紧张、感觉头脑混乱、焦灼等症状。工作时对问题的理解能力以及解决问题时的操作能力等其他智能性操作的能力降低等现象，由此工作效率也会明显的降低。对于应对热应激的手段，其中最好的办法就是通过工程上可与达到的手段降温，例如可以通过安装空调、增强通风等简单的手段。但是对于无法进行工程降温的场合，如户外。在国际上除了可以按照人体的热应激来自行调整工作时间之外。也可以采用个体防护手段。决大多数情况下热应激的个体防护手段都可以按照制冷媒体来对降温服进行分类。制冷媒体，又可以称为冷却介质，其用途就如其字面意思是用于降低其它物质的温度。最常见的制冷媒体有空气、液体和冰。本文主要是以应用了有机物石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构的服饰为例子。但是以气体或液体作为制冷媒体的装备有一个问题，这种装备需要持续提供不断的能量用来维持冷却介质不短的循环。由于这个问题当人员需要大规模不断移动的情况下[1]。这种装备将会变得适用性极低。而由相变材料制成的服饰则不存在这个问题。所以对这种服饰的研究逐渐受到人们的重视。

1.1.2课题研究的目的

（1）了解相变材料应用于降温技术的发展现状；

（2）了解衡量相变介质降温效果的主要性能参数；