丁 波,张 昊,张 辉

(北京服装学院 服装艺术与工程学院, 北京 100029)

气凝胶是一种由凝胶衍生而来的低密度多孔固体凝胶[1],其具有密度极小(0.003～0.500 g/cm3)、导热系数低(0.005～0.015 W/(m·K))和比表面积高(500～1 200 m2/g)等性质[2]和轻便、隔热性能好等优势。气凝胶材料最初用于航空航天、建筑改造等隔热材料,近年来随着科技的发展,气凝胶材料作为新型隔热材料逐渐应用于功能性纺织品与服装领域。例如Shaid等[3]通过针刺工艺研发了用于多层隔热防护服内衬的气凝胶非织造布;Zhang等[4]研发了具有耐火阻燃性的聚酰亚胺与气凝胶纤维双层纺织品;金艳苹等[5]基于消防服隔热层测试评价了气凝胶纤维毡的热湿舒适性。服装研发方面,NASA采用阿斯彭气凝胶公司研发的气凝胶材料作为宇航服的隔热保温衬里,可以帮助宇航员抵挡-130℃的超低温[6]。苏文桢等[7]研发了一款气凝胶防寒服装,通过真人试穿实验证明了气凝胶防寒服在保暖性方面优于普通冲锋衣。Altay等[8]将气凝胶膜用作衣内防潮层,研发了一款兼备热防护性与热舒适性的消防防护服。

尽管气凝胶优势众多,但气凝胶颗粒极易脱离和分散到空气中,故市面上可用于服装的气凝胶往往集成在非织造布上后再被覆膜封装,材料透湿透气性能极差,严重影响服装热湿舒适性[9]。此外,大多数气凝胶的纳米多孔结构导致其强度低、韧性差、脆性大,作为面料无法满足服装在穿着过程中的拉伸、弯曲等力学性能[10-11]。

基于此,本文首先通过在气凝胶表……