高回弹性Sorona吸湿排汗面料在贴身运动装备中的应用
一、引言
随着现代人健康意识的增强和运动生活方式的普及，贴身运动装备在日常健身、户外运动及专业竞技中扮演着越来越重要的角色。消费者对运动服装的功能性、舒适性、环保性以及耐用性提出了更高要求。在众多功能性面料中，高回弹性Sorona吸湿排汗面料因其优异的综合性能，逐渐成为高端贴身运动服饰的重要材料选择。
Sorona是由美国杜邦公司（DuPont）研发的一种生物基聚合物，其主要成分为聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT，Polytrimethylene terephthalate）。与传统聚酯（PET）或聚酰胺（尼龙）相比，Sorona不仅具备卓越的弹性回复能力，还拥有出色的吸湿排汗性能、柔软手感及可持续环保特性。近年来，Sorona在运动服饰领域的应用日益广泛，尤其是在贴身运动内衣、压缩衣、瑜伽服、跑步紧身裤等产品中表现出色。
本文将系统探讨高回弹性Sorona吸湿排汗面料的物理化学特性、技术参数、在贴身运动装备中的具体应用、与其他主流面料的性能对比，并结合国内外研究文献，深入分析其市场前景与技术发展趋势。
二、Sorona面料的基本特性与技术原理
2.1 Sorona的化学结构与来源
Sorona是一种部分生物基的合成纤维，其核心单体——1,3-丙二醇（PDO）——约37%来源于可再生资源（如玉米淀粉发酵产物），其余部分仍由石化原料合成。这一特性使Sorona在生命周期评估中表现出较低的碳足迹。根据杜邦公司发布的生命周期分析报告，与传统尼龙6相比，Sorona的温室气体排放减少约63%，能源消耗降低约40%（DuPont, 2018）。
Sorona的聚合物结构为PTT（Polytrimethylene terephthalate），其分子链中含有较长的亚甲基单元（—CH₂—CH₂—CH₂—），赋予其天然卷曲结构和优异的弹性。这种结构类似于羊毛的“弹簧效应”，使得Sorona纤维在拉伸后能迅速恢复原状。
2.2 高回弹性的形成机制
Sorona的高回弹性源于其分子链的螺旋构象。在未受力状态下，PTT分子链呈自然卷曲状态；当受到外力拉伸时，分子链被拉直，但一旦外力消失，其内部的熵弹性驱动力促使分子链迅速恢复卷曲状态，从而实现高达90%以上的弹性回复率（Wang et al., 2020）。
2.3 吸湿排汗机理
尽管Sorona本质上仍属聚酯类材料，但通过纤维截面异形化处理（如十字形、Y形或W形）和亲水性助剂整理，显著提升了其吸湿导湿能力。其吸湿排汗原理主要依赖于毛细效应：异形截面纤维形成微细沟槽，促进汗液沿纤维表面快速扩散，并通过蒸发实现体表干爽。
此外，Sorona纤维表面可通过接枝亲水基团（如—COOH、—OH）增强对水分子的吸附能力。研究表明，经亲水整理的Sorona织物在相对湿度65%条件下，吸湿速率达0.85 g/g·min，优于普通涤纶的0.32 g/g·min（Zhang et al., 2021）。
三、高回弹性Sorona面料的关键性能参数
为全面评估Sorona在贴身运动装备中的适用性，以下从物理、化学、舒适性及环保性四个维度列出其核心性能参数，并与常见运动面料进行对比。
表1：Sorona与其他常见运动面料性能对比
| 性能指标 | Sorona（PTT） | 普通涤纶（PET） | 尼龙6（PA6） | 莫代尔（Modal） | 莱卡（Spandex） |
|---|---|---|---|---|---|
| 弹性回复率（%） | ≥90 | 60–70 | 75–85 | 65–70 | ≥95 |
| 断裂强度（cN/dtex） | 4.5–5.2 | 5.0–5.8 | 5.5–6.0 | 3.0–3.5 | 0.8–1.2 |
| 断裂伸长率（%） | 35–45 | 20–30 | 25–40 | 15–20 | 500–700 |
| 吸湿率（%） | 0.6–0.8 | 0.4–0.6 | 3.5–4.5 | 11–13 | 1.0–1.3 |
| 导湿速率（mm/min） | 12.5–15.0 | 6.0–8.0 | 9.0–11.0 | 18.0–22.0 | 5.0–7.0 |
| 抗起球等级（ISO 12945） | 4–5级 | 3–4级 | 3级 | 2–3级 | 4级 |
| 紫外线防护系数（UPF） | 30–40 | 20–30 | 25–35 | 15–25 | 20–30 |
| 生物基含量（%） | 37 | 0 | 0 | 100（天然来源） | 0 |
| 可回收性 | 可化学回收 | 可物理回收 | 可物理回收 | 可生物降解 | 难回收 |
数据来源：DuPont Technical Bulletin (2022); Zhang et al. (2021); 中国纺织工业联合会《功能性纺织品技术白皮书》(2023)
从表1可见，Sorona在弹性回复率、抗起球性和环保性方面表现突出，尤其适合需要频繁拉伸与恢复的贴身运动场景。虽然其吸湿率低于天然纤维如莫代尔，但通过结构设计与后整理技术，其实际排汗效果已接近中高端运动面料水平。
四、Sorona在贴身运动装备中的具体应用
4.1 运动内衣与压缩衣
运动内衣和压缩衣对材料的弹性、贴合度和排汗性能要求极高。Sorona因其高回弹性，能够在运动过程中持续提供稳定的压力支持，减少肌肉震颤，提升运动表现。研究表明，穿着Sorona基压缩衣的运动员在长时间跑步后，乳酸堆积量比对照组减少约18%（Li et al., 2019）。
此外，Sorona织物的低摩擦系数（0.28–0.32）减少了皮肤与衣物之间的摩擦，降低擦伤风险，特别适合马拉松、铁人三项等长时间耐力项目。
4.2 瑜伽服与健身紧身衣
瑜伽和普拉提等低强度但高柔韧性的运动，要求服装具备极佳的延展性和舒适手感。Sorona纤维柔软如棉，但强度远超棉纤维，且不易变形。其织物常与氨纶（Spandex）混纺（如92% Sorona + 8% Spandex），在保证高弹的同时提升耐用性。
国内品牌如“lululemon中国合作供应商”已采用Sorona混纺面料生产高端瑜伽裤，用户反馈其“穿着如第二层皮肤”，且洗涤50次后仍保持90%以上的弹性（《中国纺织报》，2023年第15期）。
4.3 跑步紧身裤与运动背心
在高强度跑步中，排汗与体温调节至关重要。Sorona通过双层面料结构设计（内层吸湿、外层快干）实现高效导湿。例如，某国际运动品牌推出的Sorona跑裤采用“蜂窝状编织结构”，内层为细旦Sorona纤维，外层为粗旦疏水纤维，形成单向导湿通道，汗液从内向外快速迁移，蒸发速率提升约40%（Nike Innovation Report, 2021）。
4.4 儿童运动贴身装备
儿童皮肤娇嫩，对衣物的亲肤性和安全性要求更高。Sorona不含致敏性化学物质，通过OEKO-TEX® Standard 100 Class I认证（婴幼儿用品级），且其纤维表面光滑，减少对皮肤的刺激。国内品牌“巴拉巴拉”已推出Sorona儿童运动内衣系列，主打“环保+舒适”概念，市场反响良好。
五、Sorona面料的加工工艺与结构优化
5.1 纤维纺丝技术
Sorona采用熔融纺丝工艺，通过控制喷丝孔形状（如十字形、Y形）实现异形截面，增强毛细效应。杜邦专利技术“Sorona® EcoSoft™”通过多段冷却与拉伸工艺，使纤维表面形成微孔结构，进一步提升吸湿性能。
5.2 织造方式
Sorona常用于针织结构，尤其是双面纬编针织（如罗纹、双罗纹、空气层组织），因其良好的延展性和回弹性。典型织物结构参数如下：
表2：典型Sorona贴身运动面料织造参数
| 项目 | 参数值 |
|---|---|
| 纱线细度 | 50D/24F（细旦）或 75D/36F（常规） |
| 混纺比例 | Sorona 85–95% + 氨纶 5–15% |
| 织物组织 | 双罗纹、空气层、提花网眼 |
| 克重（g/m²） | 180–240（常规）；140–170（轻量款） |
| 幅宽（cm） | 150–160 |
| 染色工艺 | 高温高压染色（120–130℃） |
| 后整理 | 亲水整理、抗静电处理、柔软涂层 |
数据来源：绍兴华星丝织有限公司技术手册（2023）；东华大学《新型功能纤维与面料》课程资料
5.3 后整理技术
为提升Sorona的吸湿排汗性能，常采用以下后整理技术：
- 亲水涂层整理：使用聚醚改性硅油或丙烯酸类亲水剂，提升纤维表面能。
- 低温等离子处理：在不损伤纤维强度的前提下，增加表面羟基含量，提高润湿性。
- 纳米银抗菌整理：结合Sorona的疏水特性，负载纳米银颗粒，实现长效抑菌（抑菌率≥99%，测试标准：AATCC 100）。
六、国内外研究进展与文献综述
6.1 国内研究现状
中国在Sorona应用研究方面起步较晚，但近年来发展迅速。东华大学张瑞云教授团队（2022）研究了Sorona/氨纶针织物的力学响应特性，发现其在0–30%拉伸范围内应力-应变曲线呈线性关系，适合用于智能穿戴压力传感集成。
江南大学王华教授（2021）通过DSC和WAXD分析指出，Sorona纤维的结晶度约为38%，低于PET（约45%），这解释了其更优的弹性和柔软性。
此外，中国纺织科学研究院发布的《2023年中国功能性纤维发展报告》指出，Sorona在国内运动服饰中的市场渗透率已从2020年的2.1%上升至2023年的6.8%，年均增长率达38%。
6.2 国外研究进展
美国北卡罗来纳州立大学的研究（Wang et al., 2020）通过有限元模拟验证了Sorona织物在动态拉伸下的能量耗散特性，发现其回弹过程中能量损失仅为涤纶的1/3，意味着更少的疲劳感。
欧洲纺织学会（Textile Research Journal, 2021）发表的一项对比实验显示，在30℃、60% RH环境下，Sorona运动T恤的体表湿度比普通涤纶降低22%，主观舒适评分高出1.8分（5分制）。
日本帝人纤维公司（Teijin）与杜邦合作开发了“Sorona+Coolmax”复合纤维，结合Sorona的弹性和Coolmax的导湿性，在2022年东京马拉松装备中首次应用，获得专业跑者高度评价。
七、环保与可持续性分析
Sorona的可持续性是其核心竞争力之一。根据《科学》杂志（Science, 2019）发表的综述，每生产1吨Sorona可减少约6吨CO₂排放，相当于种植300棵树的年固碳量。
表3：Sorona生命周期环境影响评估（单位：每公斤纤维）
| 环境指标 | Sorona | PET | PA6 | 棉（常规） |
|---|---|---|---|---|
| 全球变暖潜能（kg CO₂-eq） | 3.2 | 8.5 | 9.1 | 5.8 |
| 能源消耗（MJ） | 68 | 110 | 120 | 55 |
| 水资源消耗（L） | 120 | 80 | 90 | 2700 |
| 可再生原料占比（%） | 37 | 0 | 0 | 100 |
数据来源：DuPont LCA Report (2020); Ellen MacArthur Foundation (2021)
尽管棉为天然纤维，但其高水耗和农药使用使其整体环境负担较大。Sorona在“绿色纤维”评选中连续三年入选H&M“Conscious Choice”推荐材料清单。
八、市场应用案例与品牌合作
目前，全球已有超过50个运动品牌采用Sorona面料，涵盖专业竞技与大众消费领域。
表4：部分采用Sorona面料的国际与国内品牌
| 品牌名称 | 国家 | 应用产品 | 特点说明 |
|---|---|---|---|
| Nike | 美国 | Pro Turbo Speed跑步紧身衣 | 结合Sorona与AeroSwift技术，减阻5% |
| Adidas | 德国 | Climacool系列运动背心 | 异形截面Sorona提升透气性 |
| lululemon | 加拿大 | Align瑜伽裤（部分批次） | 95% Sorona + 5% Lycra，主打裸感体验 |
| 安踏（Anta） | 中国 | CHERISH系列女子运动内衣 | 获2022年中国纺织工业联合会创新奖 |
| 特步（Xtep） | 中国 | 动力巢跑鞋鞋面与内衬 | 提升鞋内微环境干爽度 |
| MAIA ACTIVE | 中国 | 高强度训练紧身衣 | 采用Sorona空气层结构，增强支撑性 |
参考文献
- DuPont. (2018). Sorona® Polymer: Life Cycle Assessment Summary. Wilmington, DE: DuPont Performance Materials.
- Wang, Y., Li, J., & Chen, X. (2020). "Elastic Recovery Mechanism of PTT Fibers in Dynamic Stretching." Textile Research Journal, 90(15-16), 1789–1801. https://doi.org/10.1177/0040517520912345
- Zhang, L., Liu, H., & Zhao, G. (2021). "Moisture Management Properties of Modified Sorona Knitted Fabrics." Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 16, 1–10.
- Li, M., et al. (2019). "Effects of Compression Garments Made from Sorona on Athletic Performance and Recovery." Sports Medicine and Health Science, 1(2), 88–95.
- 中国纺织工业联合会. (2023). 《功能性纺织品技术白皮书》. 北京：中国纺织出版社.
- Nike Innovation Team. (2021). Nike Pro Turbo Speed: Material Science Behind the Speed Suit. Beaverton, OR: Nike, Inc.
- Ellen MacArthur Foundation. (2021). Circular Fibres Initiative: Scaling Innovation in Textiles. London.
- 张瑞云, 王华. (2022). "Sorona/氨纶针织物力学性能研究." 《纺织学报》, 43(4), 56–63.
- 《中国纺织报》. (2023年6月5日). "Sorona面料在国产品牌中的应用趋势". 第15期.
- Science. (2019). "Sustainable Polymers for the Textile Industry: A Review." Science, 363(6423), 148–152. https://doi.org/10.1126/science.aav5528
- Teijin Limited. (2022). Innovation in Bio-based Fibers: Sorona+Coolmax Hybrid Development. Osaka, Japan.
- OEKO-TEX®. (2023). STANDARD 100 by OEKO-TEX® Criteria Catalogue. Version 2023/2024.
（全文约3,650字）
