相变微胶囊（PCMs）通过芯材的相变实现热量的吸收、储存与释放，壁材的包裹能有效解决固—液相变材料液态易泄漏、热稳定性差、与基体相容性低等问题，是实现纺织品智能调温的关键材料。

目前，纺织领域使用的相变微胶囊芯材，以长链烷烃、脂肪酸为主。它能让传统纺织品从被动隔热／导热，升级为主动智能调温，不仅突破了传统纺织品的温度调节瓶颈，赋予面料无源双向调温功能，实现体感温度的动态稳定，还能推动纺织产品向高端化、功能化、智能化转型，契合行业绿色低碳与健康发展趋势。

相变材料的调温原理

AFTAB等以最常见的水／冰体系可逆变化过程，形象描述了固—液相变材料的相变过程及调温机理：冰从周围环境中吸收热量融化成水，水向周围环境释放热量后变成冰。通过吸热和放热过程，可以保持周围环境温度恒定在一定范围。

以水/冰为代表的相变过程

在潜热储能应用中，通过热传导、对流、辐射等常规传热机理将热能传递至相变材料，实现吸热过程。热储能过程中，相变材料首先显示显热储热特征，即此阶段随温度升高，热量以显热形式储存；达到熔点后，体系温度保持恒定，以潜热形式大量储能；待完全融化后，若继续加热，体系温度才会再次上升，其变化规律与显热储热相似。当熔融态相变材料的温度降至凝固点时，相变材料开始凝固，并释放出与熔融过程近乎等量的潜热。相变材料的熔点和凝固点温度决定其适用领域。

相变材料工作原理

相变材料及其纺织品的性能测试

相变调温材料的性能评价包括表观特征和功能评价两部分，表观分析常用光学或电子显微镜。相变调温材料的主要性能包括温度调节能力、能量存储效率和使用寿命，与之相应的测试指标有热性能、热传输性能、耐久性等。

1.热性能

热性能是评价产品调温能力与热能存储容量最重要的指标，主要包括相变温度（熔融和结晶温度）和相变潜热（熔融焓和结晶焓），直接决定产品的实用性能。热性能测试部分技术比较成熟，目前已颁布的相关标准有EN 16806-1：2016《纺织业和纺织品含有相变材料的纺织品 第1部分：热储存和释放能力的测定》、ASTM C1784-2020《相变材料焓的标准测试方法》、GB／T 43820—2024《纺织品 含相变材料的纺织品蓄热和放热性能的测定》等。

静态热性能测试最常用设备是差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TG）：通过DSC曲线可以得到含相变材料产品的熔融／结晶温度、熔融／结晶焓值和耐热循环次数等；通过TG曲线可以得到相变微胶囊中相变材料的含量、微胶囊的密封性能及热分解温度，确定产品后期应用过程中的最高耐受温度。

差示扫描量热仪（左）和热重分析仪（右）

2.热量传输性能

热量传输性能主要指热导率，热导率直接影响相变调温相关产品的释能或储能速率，相变调温产品的热量传导速率提高，有利于提高产品的舒适性。常用热平板法测试热量在相变调温纺织品中的传递速率，其主要模拟稳定状态下的热量传递。测试温度设置范围需涵盖相变材料的相变温度。朱雯等使用精密热物性测试仪，设置底板温度为30 ℃，测试了相变微胶囊涂层织物的导热系数。

3.综合测试方法

除上述对于热性能和热量传输性能的测试外，还有暖体假人法、真人试穿法、热红外成像法等综合性能测试方法。

（1）暖体假人法模拟真人几何造型，通过人工气候仓，调节环境温度、相对湿度、风速等，在稳定环境中进行测试，通过给假人穿上相变调温纺织品做的服装，记录假人皮肤温度随时间的变化。这种测试方法考虑了更多的环境因素，让实验结果更精准稳定。

暖体假人法测试设备

（2）真人试穿法在人工气候室内进行，通过测量人体穿着相变调温纺织品时的皮肤温度、心率等生理指标以及主观感受，综合评价相变调温纺织品的调温性能。

（3）热红外成像技术通过非接触式测试，直观、可视化地显示测试结果，实时呈现样品表面温度的变化。热红外测试技术不仅能直接反应相变材料吸、放热过程的温度变化，还能提供相变材料在产品中的分布状态，目前已成为调温纺织品研究普遍采用的一种评价方法。

参考文献

[1]AFTAB W，USMAN A，SHI J M，et al．Phase change materialintegrated latent heat storage systems for sustainable energy solutions[J]．Energy & Environmental Science，2021，14（8）：4268－4291．

[2] 朱雯，苏云，陈若颖，等．相变微胶囊涂层织物在热防护服中的应用[J]．中国安全科学学报，2020，30（12）：180－185．

更多内容，请关注本刊2026年第2期“相变微胶囊及其在智能调温纺织品中的应用进展”一文。