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寒冷在冬天对人们造成了很大的不便甚至困扰,尤其是低温工作者、老年人和体弱多病的人,冬季的保暖问题迫切需要解决。随着现代科技和生活水平的逐渐提升,人们对生活质量要求越来越高,各类取暖生活用品层出不穷。传统电发热产品存在发热不稳定,发热不均匀,耗能高,安全隐患等问题。因此,开发升温快速、发热均匀稳定的发热织物,以解决严寒冬天的保暖问题已成为科研工作者的研究热门。远红外辐射发热织物应用于人体服装方面,它不仅可以提供额外的热量,减少厚重的羽绒服等冬季服装的厚度或重量,增强人体活动灵活性和便捷性;还可以用于制备保温恒温材料,保健理疗产品,具有广阔的发展前景。为了有效提升电发热产品的电热转化效率,需要了解电热转化过程的原理,电流在织物中的流动,以及温度在织物中的分布。然而电热转化过程难以通过测试直接观察,因此我们需要对织物进行建模和数值模拟,了解电流在织物中的流动和热量的产生及分布,来确切分析织物的动态电热转化过程,以便有效地提高电热转化效率。本课题利用静电纺丝技术,选用PAN聚合物制备碳纳米纤维膜,再通过复合涤纶织物制备远红外辐射发热织物,系统探究远红外颗粒的掺杂配比和外界电压对远红外辐射发热织物的性能影响。最终发现,在几种不同的配方工艺中,20%SiO2/15%Tourmaline@CNFs的各项测试性能最好,由其制备的远红外辐射发热织物可以在30s内快速升温20-30℃,且其与地毯的复合织物可以在26V电压和1min内迅速升温到40℃。本研究制备的远红外辐射发热织物可以广泛适用于个体保暖、物理治疗、生物医用、可穿戴柔性电子等领域,拥有良好的发展前景。为了进一步探究远红外辐射发热织物的动态电热转化过程,利用COMSOL Multiphysics软件对其进行数学建模和可视化模拟分析。模拟研究了碳纳米纤维膜的电阻率参数和通入的不同电压对远红外辐射发热织物的电热转化过程影响。通过观察表面温度,电流密度和等温面,对比实验数据和模拟得到的数据,结果基本一致,说明模拟研究的结果基本符合实际。研究表明远红外辐射发热织物具有发热快速,发热稳定均匀的优点,具有广阔的开发价值和应用前景。