Matriaux changement de phase (PCM) dans les textiles
Dans l’industrie textile, la protection contre les conditions environnementales extrmes est une exigence cruciale. Les vtements qui nous protgent de l’eau, du froid extrme, de la chaleur intense, du feu ouvert, de la haute tension, des balles propulses, des produits chimiques toxiques, des radiations nuclaires, des toxines biologiques, etc. sont quelques-unes des illustrations.
Ces vtements sont utiliss comme vtements de sport, vtements de dfense, vtements de lutte contre les incendies, vestes pare-balles et autres vtements professionnels. Les produits textiles peuvent tre rendus plus confortables lorsque les proprits des matriaux textiles peuvent s’adapter tous les types d’environnements.
l’heure actuelle, pour rpondre l’exigence ci-dessus, les matriaux changement de phase (PCM) sont l’un de ces matriaux intelligents. Il absorbe, stocke ou vacue la chaleur en fonction des diffrents changements de temprature et est plus souvent appliqu pour fabriquer les textiles intelligents.
Matriaux changement de phase
Le « changement de phase » est le processus de passage d’une statistique une autre, par ex. du solide au liquide. Tout matriau qui subit le processus de changement de phase est appel matriaux changement de phase (PCM).
Ces matriaux collectent, dchargent ou absorbent la chaleur lorsqu’ils oscillent entre la forme solide et liquide. Ils vacuent la chaleur lorsqu’ils se transforment en un tat solide et absorbent lorsqu’ils reviennent l’tat liquide. Il existe trois phases de base de la matire solide, liquide et gazeuse, mais d’autres comme les phases cristalline, collode, vitreuse, amorphe et plasma sont galement considres comme existant.
Ce phnomne fondamental de la science a t initialement dvelopp et utilis pour construction de combinaisons spatiales pour les astronautes du programme spatial amricain. Ces combinaisons gardaient les astronautes au chaud dans le vide noir de l’espace et au frais dans l’blouissement solaire. Les matriaux changement de phase sont des composs qui fondent et se solidifient des tempratures spcifiques et sont donc capables de retenir ou de dcharger de grandes quantits d’nergie.
Le stockage d’nergie thermique en changeant la phase d’un matriau une temprature constante est classe comme « chaleur latente », c’est–dire le passage d’un tat liquide un tat solide. Lorsqu’un PCM subit un changement de phase, une norme quantit d’nergie est ncessaire. La caractristique la plus importante de la chaleur latente est qu’elle implique le transfert de quantits d’nergie beaucoup plus importantes que le transfert de chaleur sensible.
Silencieux, quelques-uns de ces PCM changent de phase dans une plage de temprature juste au-dessus et en dessous de la temprature de la peau humaine . Cette caractristique de certaines substances est utilise pour fabriquer des tenues de protection toutes saisons et pour changer brusquement d’environnement. La fibre, le tissu et la mousse avec PCM intgrs stockent la chaleur du corps et la restituent ensuite au corps, selon les besoins du corps. tant donn que la procdure de changement de phase est dynamique, les matriaux passent continuellement du solide au liquide et inversement en fonction du mouvement physique du corps et de la temprature extrieure. De plus, des matriaux changement de phase sont utiliss, mais ils ne s’puisent jamais.
Les matriaux changement de phase sont des cires qui ont la capacit distinctive de s’imprgner et d’mettre de l’nergie thermique sans modifier la temprature. Ces cires comprennent l’eicosane, l’octadcane, le nonadcane, l’heptadcane et l’hexadcane. Ils possdent tous des points de conglation et de fusion diffrents et lorsqu’ils sont mlangs dans une microcapsule, ils accumulent de l’nergie thermique et librent de l’nergie thermique et maintiennent leur plage de temprature de 30 34C, ce qui est trs confortable pour le corps.
La quantit de chaleur absorbe par un PCM dans le changement de phase rel avec la quantit de chaleur absorbe dans une procdure de chauffage ordinaire peut tre value en prenant l’eau comme PCM. La fonte de la glace dans l’eau entrane une absorption de chaleur latente de prs de 335 J/g. Si l’eau continue bouillir, une chaleur sensible de seulement 4 J/g est absorbe, tandis que la temprature augmente d’un degr. Ainsi, l’absorption de chaleur latente lors du changement de phase de la glace l’eau est environ 100 fois suprieure l’absorption de chaleur sensible.
Comment assimiler les PCM dans les tissus?
Le PCM micro encapsul peut tre combin avec des tissus tisss, non tisss ou tricots.
Les capsules peuvent tre ajoutes au tissu de diffrentes manires telles que:
Microcapsules: Microcapsules de formes diverses – rondes, carres et triangulaires dans les fibres au stade polymre. Les microcapsules PCM sont fixes de manire permanente dans la structure fibreuse pendant la procdure de filature humide de la fabrication de la fibre. La micro-encapsulation donne un toucher plus doux, une plus grande lasticit, plus de respirabilit et de permabilit l’air aux tissus.
Revtement matriciel pendant le processus de finition: les microcapsules PCM sont intgres dans un compos de revtement comme l’acrylique, le polyurthane, etc., et sont appliqus sur le tissu. De nombreuses mthodes de revtement sont disponibles, telles que le couteau sur rouleau, le couteau sur air, le schage au tampon, la gravure, le revtement par trempage et le revtement par transfert.
Dispersion de mousse: les microcapsules sont mlanges dans de l’eau. mlange de mousse de polyurthane souffl et ces mousses sont appliques sur un tissu dans une procdure de stratification, o l’eau est limine du systme par le processus de schage.
