袁生潮 梁慧芳 戴國笠 莫凡波 羅益 葉翔宇 王成龍 朱斐超

DOI： 10.19398/j.att.202310017

摘? 要：隨著人們生活水平的提高和戶外活動的興起，戶外帳篷產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，帳篷材料也受到越來越多的關(guān)注。文章回顧了帳篷材料的發(fā)展歷史，綜述了帳篷材料領(lǐng)域中近十年的最新進展，重點關(guān)注功能性民用和軍用帳篷材料的設(shè)計和制備，及其在防水透濕、隔熱保暖、輻射制冷以及電磁屏蔽等方面的最新技術(shù)應用。對帳篷材料發(fā)展的綜述，可以為帳篷制造商、戶外活動從業(yè)者和研究者提供全面的了解，給未來的研究、技術(shù)創(chuàng)新提供思路，推動帳篷行業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：戶外帳篷；軍用帳篷；民用帳篷；帳篷材料；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：TS176

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2024）06-0142-09

收稿日期：20231016

網(wǎng)絡(luò)出版日期：20240227

基金項目：國家自然科學基金項目（52003306）；浙江省自然科學基金項目（LQ21E030013）

作者簡介：袁生潮（2000—），男，浙江諸暨人，碩士研究生，主要從事產(chǎn)業(yè)用紡織材料方面的研究。

通信作者：朱斐超，E-mail：zhufeichao@zstu.edu.cn

戶外帳篷作為一種輕便可攜的移動臨時住所，具有悠久的歷史和漫長的發(fā)展歷程。帳篷的起源可追溯至史前時代，當時的人類將獸皮或樹皮拉伸在木框架上形成簡單的住所，這些原始帳篷為人類提供了基本的庇護。為適應游牧生活的需要，人們開始將帳篷作為移動住所使用，典型的如蒙古包，它具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、便于攜帶和快速搭建成型的優(yōu)點。隨著現(xiàn)代人民生活水平的提高，帳篷的用途不再局限于游牧和普通野外生活，而已逐漸成為娛樂休閑、探險、軍事行動和極限戶外活動的關(guān)鍵核心裝備。

帳篷通常由支撐結(jié)構(gòu)和帳篷材料組成，帳篷材料作為帳篷的結(jié)構(gòu)主體，其特性決定了帳篷的分類和功能［1］。相比于原始帳篷，現(xiàn)代帳篷采用了先進的材料和技術(shù)，在舒適性、耐久性、功能性和便攜性上有了大幅提升。例如，具有防水透氣功能的膜或涂層復合材料取代了傳統(tǒng)的天然材料，使帳篷能夠應對多種氣候條件，在戶外活動中更加可靠。本文主要對戶外帳篷材料的分類和特點進行了綜述，概述了國內(nèi)外帳篷材料的發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了一些新型功能性帳篷。與此同時，本文對戶外帳篷材料的發(fā)展趨勢提出一些研究思路，為戶外帳篷行業(yè)的發(fā)展提供一定的參考借鑒。

1? 帳篷材料的分類和要求

按照應用領(lǐng)域，目前市場上的帳篷主要可分為民用帳篷與軍用帳篷兩大類。也可以按照形狀、用途、結(jié)構(gòu)細分。按形狀可分為三角形、圓頂形、六角形以及船底形和屋脊形帳篷；按照用途可分為軍用帳篷、救災帳篷、施工帳篷、旅游帳篷等；按照結(jié)構(gòu)可分為單層帳篷、雙層帳篷、三層帳篷和多層帳篷等［1］。

根據(jù)帳篷的分類，帳篷材料需具備特定的性能要求。中國對不同應用領(lǐng)域帳篷材料的參數(shù)要求，都出臺了相關(guān)規(guī)定，如GB/Z 27735—2022《野營帳篷》、GA 1052.1—2013《警用帳篷 第1部分：12 m2單帳篷》、MZ/T 011.1—2010《救災帳篷 第1部分：8 m2單帳篷》、GB/T 33272—2016《遮陽篷和野營帳篷用織物》等。

帳篷作為一種臨時性的遮蔽設(shè)施，首要作用是保護使用者的安全，因此帳篷材料

首先需具備優(yōu)異的抗撕裂、頂破等方面力學性能。

為滿足帳篷在不同場合中的應用，民用帳篷材料一般需要具備防風、防水、抗靜電、透氣、抗紫外、耐熱性、阻燃性和防霉防蛀等性能；相比民用帳篷，軍用帳篷材料在功能性方面體現(xiàn)出更多的特殊要求，如紅外隱身、電磁屏蔽、防生化和太陽能供電等功能。軍用帳篷除了為軍隊提供必要的基礎(chǔ)設(shè)施和支持外，還用于減少探測風險、保護通信隱私、防御生化威脅以及自主能源供應，為高強度軍事活動提供全方位保障。

2? 戶外帳篷材料國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

2.1? 國內(nèi)外帳篷材料發(fā)展狀況

在20世紀70年代之前，中國主要采用全棉帆布作為帳篷材料，但這種全棉材料克重大，具有易燃易發(fā)霉、耐用性及防水性差等缺點。80年代以后，維綸（PVA）篷蓋布成為了最常用的帳篷材料，相比于全棉材料，PVA篷蓋布具有耐化學腐蝕性強、不易發(fā)霉、重量輕、使用壽命長和堅牢度高等優(yōu)點［2］。90年代以后，滌綸（PET）涂覆聚氯乙烯（PVC）帳篷材料的研制成功，標志著PET成為了新一代的帳篷材料，與棉和PVA相比，PET擁有強度大、成本低、耐用性強、拉伸性能更優(yōu)良等優(yōu)勢［3］。21世紀以來，隨著科技的進步，新型復合材料開發(fā)與涂層技術(shù)的廣泛應用讓帳篷材料領(lǐng)域迎來了前所未有的創(chuàng)新和發(fā)展，如今的帳篷材料不僅輕質(zhì)耐用、抗撕裂，還具備優(yōu)異的防水透濕、阻燃、抗紫外線和抗霉菌等特性［4］。同時，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，利用天然纖維或者生物基/可降解高分子纖維等制造而成的生物基帳篷材料也逐漸成為了研究熱點。

相較國產(chǎn)帳篷材料，國外技術(shù)領(lǐng)先的帳篷材料生產(chǎn)廠家，如美國的Gore，法國的Ferrari，英國的Terra Nova，荷蘭的TenCate等公司的帳篷材料展現(xiàn)出了更加優(yōu)異的性能，例如具有卓越的耐用性、抗撕裂性和防水性，同時更加注重帳篷的輕量化與快速搭建。一些帳篷進一步融合了現(xiàn)代化智能技術(shù)，如智能溫控系統(tǒng)、太陽能充電板等，為使用者提供更舒適和便捷的戶外體驗。

隨著國內(nèi)戶外運動的興起，國內(nèi)帳篷市場迅速擴張，為迎合消費者的多樣化需求，市場上涌現(xiàn)出了各種類型、多功能和差異性設(shè)計風格的帳篷。為便于綜述，本文對帳篷的應用領(lǐng)域和功能進行了分類。如圖1所示，其中民用帳篷側(cè)重于應對不同氣候、場地和使用場景，而軍用帳篷在特殊功能方面有著更高的要求。

2.2? 國內(nèi)外民用帳篷材料

2.2.1? 輻射制冷帳篷材料

近年來全球氣候變暖，能耗不斷加劇。為實現(xiàn)節(jié)能減排，加快綠色低碳發(fā)展，無能耗的輻射制冷材料成為了國內(nèi)外研究者關(guān)注的熱點。圖2展示了輻射制冷帳篷的制冷原理［5］，輻射制冷材料通過多渠道輻射換熱和對太陽輻射的高度反射，實現(xiàn)對帳內(nèi)溫度的降低。目前，輻射制冷帳篷材料的制造方法主要有兩種，一種是用輻射制冷纖維直接織造，另一種則是在常規(guī)帳篷材料上涂覆輻射制冷涂層［6］。

Peng等［7］研制出了一種納米多孔聚乙烯（nanoPE）微纖維，該纖維中的納米孔結(jié)構(gòu)能夠有效散射太陽光，在相同太陽光照條件下，與相同厚度的棉織物相比，nanoPE織物內(nèi)外溫差可達2.3 ℃，此外，該nanoPE織物還具有良好的耐磨性和耐用性；Zhai等［8］將共振極性介質(zhì)微球隨機嵌入聚合物基體中，并向其表面添加銀涂層，制得了一種對太陽光譜完全透明的超材料，在中午陽光的直射下，該超材料的輻射冷卻功率可達93 W/m2；Mandal等［9］通過簡單、廉價且可擴展的相轉(zhuǎn)化方法，制得了一種易于噴涂的多孔聚（偏二氟乙烯-共六氟丙烯）材料，該材料可以有效反射波長為0.3～2.5 μm的太陽光。經(jīng)測試，覆有該涂層的材料，在750 W/m2的太陽強度下，平均輻射冷卻功率可達96 W/m2。

潘畢成等［10］將改性后的二氧化硅（SiO2）粒子，通過浸涂的方式整理到滌綸織物上，制得了一種被動式日間輻射制冷超疏水滌綸織物。在箱體測試條件下，普通滌綸織物與該輻射制冷滌綸織物的表面溫差最高可達8.2 ℃，同時該滌綸織物還具有優(yōu)異的自清潔性和較好的耐摩性；張輝等［5］將膠囊反輻射材料制成帳篷，該帳篷可在室外溫度為34.0 ℃時，使帳篷內(nèi)部空氣溫度降低4.3 ℃。

2.2.2? 防水透濕帳篷材料

為應對雨雪天氣，防水透濕帳篷要做到外帳拒水，同時內(nèi)帳又能吸收水汽排向外界，維持帳篷內(nèi)的濕度，保證帳內(nèi)環(huán)境的舒適。防水透濕材料通常由防水織物與透濕膜或涂層相結(jié)合制得［11］。

德國保適公司研發(fā)的Sympatex層壓織物具有優(yōu)良的韌性和防水透濕性能［12］，Sympatex是一種共聚多醚酯的高科技產(chǎn)品，屬親水性無孔膜，可以通過薄膜內(nèi)外壓力差實現(xiàn)兩側(cè)水分交換。美國的W. L. Gore & Associates（戈爾公司）［13］研發(fā)的Gore-Tex材料是高性能戶外材料的典型，Gore-Tex的防水透濕原理基于特殊的微孔薄膜技術(shù)，其中微小孔洞能夠有效阻止液體水分滲透，同時允許水蒸氣分子穿透，實現(xiàn)內(nèi)部干燥和舒適。

李金華等［14］開發(fā)了一種具備高防水透濕和阻燃特性的帳篷面料，該面料以具有防潑水功能的滌綸面料作為基布，將阻燃涂層底膠和親水性聚氨酯涂層面膠結(jié)合，賦予面料卓越的抗暴雨性、高防水透濕性能，同時還具有出色的輕薄性、粘附強度和低溫耐性。Zhao等［15］通過逐層的浸涂和熱固化研制了一種無氟、高效和可生物降解的防水透濕膜，該膜以醋酸纖維素（CA）纖維膜為基質(zhì)，將封閉的異氰酸酯交聯(lián)劑（BIC）涂層涂覆在CA膜表面，然后對超支化聚合物（ECO）涂層進行疏水改性，所得膜防水性為102.9 kPa，透氣性為12.3 kg/（m2·d），拉伸強度為16.0 MPa，在暴露于各種惡劣環(huán)境后仍可保持疏水性。

2.2.3? 隔熱保溫帳篷材料

隔熱保溫帳篷采用隔熱或反射材料來阻隔或降低帳篷內(nèi)外的熱量傳導，從而在不使用溫控設(shè)備的前提下，使帳篷內(nèi)部溫度保持在適宜的范圍內(nèi)，為使用者提供更加舒適的帳篷環(huán)境。這種帳篷不僅在戶外活動和特殊環(huán)境中具有廣闊的應用前景，在能源環(huán)保方面也有著積極影響。

美國Aspen公司［16］推出的低熱導納米孔硅氣凝膠隔熱層，厚度僅為普通隔熱層的1/8，隔熱性能大約能夠提升40%，加設(shè)的氣凝膠隔熱層能夠為帳篷減少34%的熱量傳導，同時該帳篷還能降低紅外信號的發(fā)射與噪聲的傳播，具有較強的軍事意義；美國Outback Logic公司［17］開發(fā)出了Siesta 4熱反射帳篷，基材采用210T滌塔夫材料，外表面用自研的反射涂層，內(nèi)表面用聚氨酯（PU）涂層，內(nèi)帳和外帳之間嵌有太陽能風扇，可將新鮮空氣直接吸入內(nèi)帳篷，是世界上第一個集成熱反射織物和風扇的野營帳篷。

王昕等［18］將二氧化鈦（TiO2）和SiO2氣凝膠涂層劑涂覆在帳篷表面，制得了多種隔熱帳篷材料，研究發(fā)現(xiàn)，采用5% SiO2氣凝膠和12%TiO2配比時，帳篷內(nèi)外溫差最高可達17.2 ℃。Tian等［19］制備了一種具有集成雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺/二氧化硅（PI/SiO2）氣凝膠復合材料，其中SiO2均勻分布在各向異性的PI納米纖維氣凝膠基質(zhì)中，制備的復合材料具有理想的絕緣性和隔熱性，導熱系數(shù)僅為21.2 mW/（m·K），同時擁有出色的可壓縮性和柔韌性。Yang等［20］通過原位溶膠-凝膠法和冷凍干燥法構(gòu)建了一種膠原纖維-二氧化硅氣凝膠復合材料（MCFF@SiO2），其具有良好的熱穩(wěn)定性和隔熱性能，導熱系數(shù)為0.068 W/（m·K），同時還具有超疏水性、良好的機械性能、優(yōu)異的阻燃性和自熄性能。Sun等［21］利用SiO2溶膠的原位生長將SiO2氣凝膠加入異氰酸酯基聚酰亞胺泡沫（IBPIF）中，使氣凝膠層牢固地附著在泡孔空隙和表面，構(gòu)建了一種具有優(yōu)異的隔熱和防火性能的復合泡沫材料，隨著SiO2溶膠質(zhì)量和IBPIF體積比的增加，該復合材料的防火阻燃和排煙性能都有所提升。

2.2.4? 自修復帳篷材料

自修復帳篷材料是一種先進的功能紡織材料，具有自我修復特性，可在材料表面發(fā)生劃痕、撕裂或損壞時，自動恢復其原始狀態(tài)，減少了因損傷而引發(fā)的不便和風險，增強帳篷的穩(wěn)定性和可靠性。

美國Imperial Motion公司［22］推出了一款自修復帳篷，這款帳篷材料采用特制尼龍纖維，材料內(nèi)部為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，當材料遭到穿刺時，特制的尼龍纖維不會斷裂，而是向兩側(cè)滑移；通過手指的摩擦，可以將織物纖維恢復到原始位置，從而實現(xiàn)帳篷材料的自修復。這項創(chuàng)新在帳篷材料領(lǐng)域具有重要意義，為戶外裝備的耐用性和可靠性提供了新的可能性。

2.2.5? 生物基帳篷材料

生物基帳篷，通常采用環(huán)保友好的材料（如天然纖維或生物基/可降解高分子纖維等）制造而成，能夠生物降解、可循環(huán)利用等。在長時間的野外生存中，生物基帳篷能夠節(jié)約資源、減少垃圾的生成，減少了對石油基聚合物材料的依賴，緩解白色污染，有助于“雙碳”目標的實現(xiàn)。目前可見生物基聚酰胺（PA）、聚乳酸（PLA）等生物基/可降解纖維逐漸應用于帳篷材料的研發(fā)和應用中。

生物基聚酰胺（PA）中的PA510是由生物基二胺和生物基十碳二酸聚合而成，具有高熔點和出色的力學強度。日本TORAY推出EcodearTM系列中的一款100%植物基PA510纖維已經(jīng)進行量產(chǎn)，并應用于戶外帳篷。范志軍等［23］發(fā)明的一次性可降解帳篷，其篷體材料為涂覆PU層的PLA無紡布，支撐架和定繩分別由竹纖維桿和麻繩制成，既保證了一次性帳篷的使用需求，又保證了帳篷的環(huán)保性。Kammok［24］推出了一種生物可降解野營帳篷，帳篷材料和支撐架均以PLA為原料制成，這種帳篷在使用壽命結(jié)束后，可以自然分解，減少對環(huán)境的影響，這一創(chuàng)新舉措為戶外用品行業(yè)帶來了更具環(huán)境友好性的選擇。

2.3? 國內(nèi)外軍用帳篷材料

2.3.1? 紅外隱身帳篷材料

在軍事活動中，紅外隱身帳篷的主要功能是最大限度地隱蔽軍事目標，提升作戰(zhàn)能力。當前的紅外隱身材料主要通過改變材料的結(jié)構(gòu)或在材料表面涂覆紅外隱身涂層，來減少自身與周圍環(huán)境的紅外輻射強度差距，使敵方的探測偵察系統(tǒng)失去作用。

具有蓄熱和熱管理能力的相變材料（PCM），可以通過調(diào)節(jié)溫度來隱藏紅外輻射。Zhou等［25］將PCM微球與水凝膠基底結(jié)合，制備了具有優(yōu)異機械性能和熱物理性能的柔性相變水凝膠。覆有該柔性相變水凝膠的普通織物，可在中低溫范圍內(nèi)（-20～60 ℃）實現(xiàn)紅外隱身。王益敏等［26］通過溶膠-凝膠法制備摻雜鋁、鑭的氧化鋅［ZnO：（Al，La）］涂料，再將該涂料粘附在纖維素氣凝膠/滌棉表面形成涂層，成功制備了具有低紅外發(fā)射率和隔熱性能的紅外隱身復合材料，當涂層厚度為400 μm時，紅外發(fā)射率最低可降至0.673；在纖維素氣凝膠厚度為4 mm時，該復合材料可以維持90分鐘的紅外隱身效果。翁小霞等［27］利用ZnO和銀的低紅外發(fā)射率，以普通滌綸為經(jīng)紗，ZnO滌綸長絲和鍍銀長絲為緯紗，制備了一種熱紅外隱身織物，該織物與外界環(huán)境的輻射溫度差最高可達7.7 ℃；Fan等［28］通過一步水熱法制得了一種新型鋁-還原氧化石墨烯（Al@RGO）復合材料，鋁薄板表面均勻涂有RGO，增強了界面極化和阻抗匹配，具備出色的紅外隱身能力，紅外發(fā)射率可低至0.62。

2.3.2? 電磁屏蔽帳篷材料

在信息化作戰(zhàn)時代，許多軍用設(shè)備都會產(chǎn)生電磁波，大量電磁波會對通訊設(shè)備和精密電子儀器產(chǎn)生干擾。電磁屏蔽帳篷材料通過反射、吸收、衰減電磁場效應，有效降低電磁波對帳內(nèi)設(shè)備和人員的危害，保障軍事作戰(zhàn)的安全穩(wěn)定。

Wang等［29］通過浸涂法制備了聚合聚吡咯/（金屬碳化物/氮化物）［PPy/（MXene）］滌綸復合材料。該復合材料在1.3 mm厚度時，特殊電磁干擾屏蔽效率可達90 dB，該復合材料表面還覆有硅酮涂層，用于保障其疏水性，提高其電磁屏蔽的穩(wěn)定性和透氣性；Sang等［30］將聚四氟乙烯（PTFE）和聚酰亞胺（PI）膠帶粘貼到MXene薄膜表面上，簡單、快速的制得了一種新型的PTFE/MXene/PI電磁屏蔽復合材料，其最大屏蔽效率可達44 dB。同時，該復合材料的三明治夾層結(jié)構(gòu)，使其具有良好的機械強度和疏水性；Cheng等［31］以PI氣凝膠為基材，通過單向浸涂和熱壓工藝研制了一種多孔PI/（MXene）復合薄膜，該薄膜在90 μm厚度下的屏蔽效能高達52 dB，多孔結(jié)構(gòu)降低了復合薄膜的密度，同時增加了電磁波在材料內(nèi)部的反射與吸收次數(shù)。經(jīng)測試，在經(jīng)受濕熱或燃燒環(huán)境、低溫（-196 ℃）或高溫（250 ℃）以及快速熱沖擊（ΔT = 446 ℃）后，該材料仍可保持出色的電磁屏蔽性能；Ma等［32］以無紡布為模板，聚偏氟乙烯為低表面能基體，碳納米管和石墨烯為雜化填料，通過一步改性聚偏氟乙烯/碳復合材料工藝，研制出了一種具有電磁屏蔽和自清潔功能的多孔超疏水聚合物復合材料，該材料在約2 mm的厚度下屏蔽效能可達28.5 dB，而且具有良好的抗紫外性能。

2.3.3? 防生化帳篷材料

防生化帳篷（又稱生化防護帳篷）是一種用于阻止生物化學威脅物質(zhì)（如毒氣、細菌、病毒等）侵入的帳篷，廣泛應用于軍事、醫(yī)療救援、科研等領(lǐng)域，其主要作用是提供一個相對獨立、可控的空間，讓工作人員可以在危險環(huán)境中進行臨時作業(yè)而不受威脅物質(zhì)侵害。因此，防生化帳篷材料必須具有高度的氣密性，能夠有效阻止氣體、蒸氣和微粒物質(zhì)的滲透。

法國Framico公司［33］研發(fā)并向市場推出了聚亞胺脂薄膜，活性炭材料混勻散落和固定在該種薄膜所擁有的三維網(wǎng)狀蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)。同單層結(jié)構(gòu)相比，該薄膜擁有更高的安全系數(shù)，可對各種毒物產(chǎn)生強吸附，同時又兼顧了透氣性，在舒適性方面表現(xiàn)頗佳。美國Dupont公司［34］研發(fā)的Tychem TK為6層材料復合結(jié)構(gòu)，其中2層是高阻隔薄膜，另外4層是密封層，對目前已知生化武器具有極強的防護作用。另外，Tychem TK具有良好的耐磨、抗撕裂性能，被廣泛應用于各種核生化防護裝備的制作。美國Lifetex International公司［35］設(shè)計生產(chǎn)了一款著名的防護織物CD3030，該織物外層使用的材料是芳綸1313/聚苯並咪唑（Nomex/PBI），吸著層使用的材料是浸漬炭壓縮泡沫，內(nèi)層使用的是PA。對該織物擁有的防毒能力進行檢測，發(fā)現(xiàn)其擁有良好的防毒性能。

于濱等［36］選用聚苯硫醚（PPS）粉末、聚四氟乙烯（PTFE）乳液和碳化硅（SiC）粉末作為主要功能粒子，使用涂層技術(shù)對芳綸IIIA織物進行涂層整理，開發(fā)制備了以芳綸IIIA為基布的聚苯硫醚/聚四氟乙烯/碳化硅復合涂層織物（PPS/PTFE/SiC復合涂層織物），該織物低表面張力和高耐水壓的特性使液滴不易沾附、潤濕，從而具有防生物戰(zhàn)劑和病毒性能，可作為核生化防護帳篷材料使用。吳慧生等［37］研制出了一種質(zhì)輕且易于制備的PTFE防護膜材料，可在阻礙化學毒劑滲透的同時，將帳內(nèi)的濕氣排出。

2.3.4? 太陽能帳篷材料

太陽能帳篷是一種創(chuàng)新型帳篷，結(jié)合了太陽能技術(shù)和帳篷設(shè)計，能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能。太陽能帳篷不僅可以作為庇護所，還可以充當能源中心為設(shè)備供電，如照明設(shè)備、充電設(shè)備、通信設(shè)備等。

美國軍方研發(fā)的Temper Fly新型太陽能帳篷［38］，頂部采用了一層軟質(zhì)的薄膜非晶硅來替換常規(guī)的硬質(zhì)太陽能電池板，使帳篷可以通過折疊進行更好地收納。根據(jù)薄膜非晶硅鋪設(shè)面積的大小，該帳篷的發(fā)電功率可在800～3000 W之間調(diào)控。在日照充足的地區(qū)（如沙漠），該帳篷能夠滿足小型部隊的日常耗電需求，因而具有極為廣闊的發(fā)展前景。TacticalSun Military Solar Shelter［39］是一款專為軍事活動設(shè)計的太陽能帳篷，帳篷的外層采用防水抗風材料，帳篷的頂部嵌有柔性太陽能電池板，用于捕獲陽光并為軍事設(shè)備提供能源。帳篷內(nèi)部配有多個軍用標準的充電接口，以支持通信設(shè)備、導航系統(tǒng)和其他關(guān)鍵裝備的用電需求。DRASH Shelter［40］帳篷內(nèi)嵌高效太陽能電池板，同時帳篷整體采用快速裝配設(shè)計，可在短時間內(nèi)迅速完成搭建，使軍隊獲得庇護和可持續(xù)能源供給。

3? 戶外帳篷材料的發(fā)展趨勢

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，在滿足遮風擋雨和保暖御寒等要求的基礎(chǔ)上，消費者對帳篷的便捷、智能和環(huán)保等特性愈發(fā)重視。生產(chǎn)和研發(fā)企業(yè)在提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本的同時，應該不斷地進行研發(fā)，采用新材料、新技術(shù)，推出更符合市場需求的新型帳篷。未來，帳篷材料整體呈現(xiàn)輕量化、智能化、多功能、高性能、綠色化等發(fā)展趨勢。

3.1? 輕量化

未來，在保證帳篷耐用性的前提下，帳篷材料的輕量化研究將成為一個重要方向。隨著戶外休閑業(yè)的逐步發(fā)展，以輕薄和無骨為特點的創(chuàng)新型帳篷正備受關(guān)注。德國Heimplanet公司［41］推出的THE CAVE系列充氣帳篷，以耐磨聚酯/熱塑性聚氨酯作為雙層外帳，尼龍防撕裂透氣材料作為內(nèi)帳，兼顧了防水性和耐用性，配合氣泵可以在1 min內(nèi)完成帳篷的搭建。充氣帳篷，采用氣柱替代金屬支架，與常規(guī)金屬支架帳篷相比，它重量輕、體積小、便于攜帶，滿足了戶外愛好者對于輕便和靈活性的追求。

3.2? 智能化

智能帳篷材料可以集成各種智能設(shè)備和傳感器，如溫度監(jiān)測、實時氣象、照明控制等，實現(xiàn)對環(huán)境的感知和反饋，使用戶可以了解自己的身體狀況，大自然的環(huán)境情況，甚至勘察地形等。智能帳篷通過整合先進的技術(shù)，向使用者提供了更加便捷和智能化的體驗，在生活休閑、戶外探險和軍事方面均有巨大的應用潛力。

3.3? 高性能化

帳篷材料作為帳篷的結(jié)構(gòu)主體，其特性直接關(guān)系到帳篷的質(zhì)量和功能。未來，經(jīng)過先進織造工藝與高性能纖維的相結(jié)合，帳篷材料在抗刺穿、防撕裂、阻燃、防水、防風等性能上將會有更好的表現(xiàn)。

3.4? 多功能化

未來的帳篷材料將同時具有多種功能，例如將防水透濕、隔熱保溫、防滲透、耐化學腐蝕、紅外隱身、電磁屏蔽等功能匯集于同一材料上，用于應對復雜氣候和一些極端環(huán)境，如高原、高寒基地、高濕熱環(huán)境，甚至一些軍事作戰(zhàn)條件等。

3.5? 綠色化

未來的帳篷材料將更多地專注于綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。帳篷的應用場景已不再局限于戶外露營，還包括體育場、劇院、農(nóng)場暖室等現(xiàn)代化建筑內(nèi)的應用。在追求綠色環(huán)保的目標下，研發(fā)和使用可生物降解材料、可回收材料，以減少對環(huán)境的影響，將成為一個重要趨勢。同時，綠色化還將體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝的改進，在生產(chǎn)過程中減少能源消耗和環(huán)境污染。

4? 結(jié)語

戶外帳篷產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，促使了研發(fā)人員將功能性材料與紡織技術(shù)相結(jié)合，推出各種功能性帳篷材料。在民用帳篷領(lǐng)域，輻射制冷材料可以幫助帳篷內(nèi)部實現(xiàn)無能耗降溫；防水透濕材料讓帳篷在雨雪環(huán)境中，能夠同時實現(xiàn)外帳拒水和內(nèi)帳透濕；隔熱保溫材料可以降低帳內(nèi)溫度的變化幅度，維持帳內(nèi)溫度的穩(wěn)定；自修復以及生物基帳篷材料作為兩種創(chuàng)新型帳篷材料，為戶外帳篷的耐用性和環(huán)保性提供了更多的發(fā)展選擇。在軍用帳篷領(lǐng)域，紅外隱身材料大幅提升了軍事目標的隱蔽性；電磁屏蔽材料使帳內(nèi)精密儀器和人員免受電磁波的傷害；防生化材料使帳篷在面臨生化威脅時，能夠做到短時間內(nèi)阻擋威脅物質(zhì)的侵入；太陽能帳篷材料讓帳篷可以在野外為軍隊同時提供庇護和能源供應。

隨著紡織技術(shù)和材料科技水平的不斷提高，國內(nèi)外戶外帳篷材料行業(yè)必將得到長足的發(fā)展和推進。目前，歐美等發(fā)達國家的民用和軍用帳篷材料在研發(fā)和生產(chǎn)上處于領(lǐng)先地位，國內(nèi)研究單位和企業(yè)雖然可以生產(chǎn)出多品種、多功能的高質(zhì)量帳篷，但諸多新型帳篷材料及其產(chǎn)品的加工和應用，僅停留在實驗室或者理論應用階段，產(chǎn)業(yè)化的加工手段和大批量的應用效果仍有待進一步驗證。未來，多樣化的高性能、高附加值帳篷材料的研發(fā)和生產(chǎn)依舊值得期待。

參考文獻：

［1］魏學鋒， 趙瑞方， 朱福忠. 我國帳篷的現(xiàn)狀和發(fā)展［J］. 紡織科技進展， 2012（2）： 24-27.

WEI Xuefeng， ZHAO Ruifang， ZHU Fuzhong. The current situation and development of tent in China ［J］. Progress in Textile Science & Technology， 2012（2）： 24-27.

［2］杜淑芳， 周建. 涂層、層壓復合織物生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備［J］. 國際紡織導報， 2011， 39（9）： 50-52.

DU Shufang， ZHOU Jian. Production technique and machine for coating and lamination composite fabric［J］. Melliand China， 2011， 39（9）： 50-52.

［3］王麗. 聚氨酯層壓防水透濕帳篷面料的研發(fā)［D］. 西安： 西安工程大學， 2019.

WANG Li. Development of Polyurethane Laminated Waterproof and Breathable Tent Fabric［D］. Xi'an： Xi'an Polytechnic University， 2019.

［4］李桂付， 趙磊， 馬當正， 等. 超柔軟防水透濕面料的生產(chǎn)實踐［J］. 上海紡織科技， 2015， 43（7）： 45-46.

LI Guifu， ZHAO Lei， MA Dangzheng， et al.The production practice of super soft waterproof and moisture permeable fabric［J］. Shanghai Textile Science & Technology， 2015， 43（7）： 45-46.

［5］張輝， 趙敬德， 樊杰， 等. 輻射制冷材料軍用帳篷內(nèi)熱舒適性的實驗研究［J］. 熱科學與技術(shù)， 2022， 21（3）： 270-276.

ZHANG Hui， ZHAO Jingde， FAN Jie， et al. Experimental study on thermal comfort of military tent made of radiation refrigeration materials ［J］. Journal of Thermal Science and Technology， 2022， 21（3）： 270-276.

［6］湯豐丞， 張偉， 戴家木， 等. 輻射制冷紡織材料的研究進展［J］. 棉紡織技術(shù)， 2023， 51（2）： 76-80.

TANG Fengcheng， ZHANG Wei， DAl Jiamu， et al. Research progress of radiation cooling textile material［J］. Cotton Textile Technology， 2023， 51（2）： 76-80.

［7］PENG Y， CHEN J， SONG A Y， et al. Nanoporous polyethylene microfibres for large-scale radiative cooling fabric ［J］. Nature Sustainability， 2018， 1： 105-112.

［8］ZHAI Y， MA Y， DAVID S N， et al. Scalable-manufactured randomized glass-polymer hybrid metamaterial for daytime radiative cooling ［J］. Science， 2017， 355（6329）： 1062-1066.

［9］MANDAL J， FU Y， OVERVIG A C， et al. Hierarchically porous polymer coatings for highly efficient passive daytime radiative cooling ［J］. Science， 2018， 362（6412）： 315-319.

［10］潘畢成， 張佳文， 楊孝全， 等. 被動式日間輻射制冷超疏水滌綸織物的制備及其性能［J］.浙江理工大學學報（自然科學）， 2024， 51（1）：55-62.

PAN Bicheng， ZHANG Jiawen， YANG Xiaoquan， et al. Preparation and performance of superhydrophobic polyester fabrics for passive daytime radiative cooling ［J］. Journal of Zhejiang Sci-Tech University（Natural Sciences）， 2024， 51（1）：55-62.

［11］丁子寒， 初曦， 鄒婷婷， 等. 防水透濕織物的研究進展［J］. 服裝學報， 2019， 4（5）： 383-387.

DING Zihan， CHU Xi， ZOU Tingting， et al. Research progress on waterproof and moisture permeable fabric ［J］. Journal of Clothing Research， 2019， 4（5）： 383-387.

［12］余芳， 張才前， 馬艷萍. TPU-羊毛機織物復合防水透濕織物的開發(fā)［J］. 毛紡科技， 2017， 45（9）： 34-37.

YU Fang， ZHANG Caiqian， MA Yanping. Development of TPU-wool woven laminate waterproof and moisture permeable fabrics［J］. Wool Textile Journal， 2017， 45（9）： 34-37.

［13］HE B， HOU X， LIU Y， et al. Design of fluorine-free waterborne fabric coating with robust hydrophobicity， water-resistant and breathability ［J］. Separation and Purification Technology， 2023， 311： 123308.

［14］李金華， 王勃翔， 陳麗穎， 等. 一種高防水透濕、阻燃帳篷面料加工處理方法：CN109797567B［P］. 2021-06-11.

LI Jinhua， WANG Boxiang， CHEN Liying， et al. A processing method for highly waterproof， moisture-permeable， and flame-retardant tent fabrics. CN109797567B［P］， 2021-06-11.

［15］ZHAO J， ZHU W， WANG X， et al. Fluorine-free waterborne coating for environmentally friendly， robustly water-resistant， and highly breathable fibrous textiles ［J］. ACS Nano， 2020， 14（1）： 1045-1054.

［16］FEDYUKHIN A V， STROGONOV K V， SOLOVEVA O V， et al. Aerogel product applications for high-temperature thermal insulation［J］. Energies， 2022， 15（20）： 7792.

［17］HARSHVARD S. Siesta4： Heat & Light Blocking Tent with Built-in Fans［EB/OL］. ［2023-08-09］. https：//www.kickstarter.com/projects/outbacklogic/siesta4-heat-and-light-blocking-tent-with-built-in.

［18］王昕， 黃膠， 鄭振榮. TiO2/SiO2氣凝膠隔熱涂層帳篷材料的制備［J］. 印染， 2020， 46（1）： 52-55.

WANG Xin， HUANG Jiao， ZHENG Zhenrong. Preparation of TiO2/SiO2 aerogel thermal insulation coating tent material［J］.China Dyeing & Finishing， 2020， 46（1）： 52-55.

［19］TIAN J， YANG Y， XUE T， et al. Highly flexible and compressible polyimide/silica aerogels with integrated double network for thermal insulation and fire-retardancy［J］. Journal of Materials Science & Technology， 2022， 105： 194-202.

［20］YANG K， ZHANG Z， LIU Y， et al. Superhydrophobic tough hierarchical porous thermal insulation composites prepared by in situ formation of silica aerogel in collagen fiber matrix［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2022， 139（33）：e52809.

［21］SUN G， DUAN T， LIU C， et al. Fabrication of flame-retardant and smoke-suppressant isocyanate-based polyimide foam modified by silica aerogel thermal insulation and flame protection layers［J］. Polymer Testing， 2020， 91： 106738.

［22］柒姐. 國外團隊研發(fā)“超能”帳篷，破了能夠自我修復，可以當傳家寶了［EB/OL］. ［2023-08-09］. https：//www.sohu.com/a/www.sohu.com/a/332826424_99966275.

QI Jie. “Super” tent developed by foreign teams with self-repair ability after being broken can serve as a family heirloom！ Tent［EB/OL］. ［2023-08-09］. https：//www.sohu.com/a/www.sohu.com/a/332826424_99966275.

［23］范志軍， 李國強， 崔鳴， 等. 一種可生物降解的一次性帳篷： CN202788145U［P］. 2013-03-13.

FAN Zhijun， LI Guoqiang， CUI Ming， et al. A biode-gradable disposable tent. CN202788145U［P］， 2013-03-13.

［24］AKAMPUMU O. Kammok： High Performance Gear to Elevate Camp［EB/OL］. ［2023-08-25］. https：//kammok.com.

［25］ZHOU Y C， YANG J， BAI L， et al. Flexible phase change hydrogels for mid-/low-temperature infrared stealth［J］. Chemical Engineering Journal， 2022， 446： 137463.

［26］王益敏， 張琳萍， 鐘毅， 等. ZnO：（Al，La）/纖維素氣凝膠/滌棉織物紅外隱身復合材料的制備及性能［J］. 化工新型材料， 2023， 51（3）： 275-279.

WANG Yimin， ZHANG Linping， ZHONG Yi， et al. Preparation and characterization of ZnO： （Al，La）/cellulose aerogel/polyester cotton fabric infrared stealth composite material［J］. New Chemical Materials， 2023， 51（3）： 275-279.

［27］翁小霞， 王泉， 邵靈達， 等. 機織物結(jié)構(gòu)設(shè)計及其紅外隱身性能的研究［J］. 絲綢， 2020， 57（7）： 31-36.

WENG Xiaoxia， WANG Quan， SHAO Lingda， et al. Research on the design of woven fabric structure and its infrared stealth performance［J］. Journal of Silk， 2020， 57（7）： 31-36.

［28］FAN Q， ZHANG L， XING H， et al. Microwave absorption and infrared stealth performance of reduced graphene oxide-wrapped Al flake［J］. Journal of Materials Science： Materials in Electronics， 2020， 31（4）： 3005-3016.

［29］WANG Q W， ZHANG H B， LIU J， et al. Multifunctional and water-resistant MXene-decorated polyester textiles with outstanding electromagnetic interference shielding and joule heating performances［J］. Advanced Functional Materials， 2019， 29（7）： 1806819.

［30］SANG M， LIU G， LIU S， et al. Flexible PTFE/MXene/PI soft electrothermal actuator with electromagnetic-interference shielding property［J］. Chemical Engineering Journal， 2021， 414： 128883.

［31］CHENG Y， LI X， QIN Y， et al. Hierarchically porous polyimide/Ti3C2Tx film with stable electromagnetic interference shielding after resisting harsh conditions［J］. Science Advances， 2021， 7（39）： eabj1663.

［32］MA X， SHEN B， ZHANG L， et al. Porous superhy-drophobic polymer/carbon composites for lightweight and self-cleaning EMI shielding application［J］. Composites Science and Technology， 2018， 158： 86-93.

［33］魯雯玥， 宋文芳， 嚴語欣. 醫(yī)用防護服工效性能研究進展及趨勢［J］. 針織工業(yè)， 2023（3）： 5-10.

LU Wenyue， SONG Wenfang， YAN Yuxin. Research progress and trends in the ergonomic performance of medical protective clothing［J］. Knitting Industries， 2023（3）： 5-10.

［34］盧聰， 王懷璋， 李賀希， 等. 化學防護服及材料研究進展［J］. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備， 2021， 42（2）： 86-92.

LU Cong， WANG Huaizhang， LI Hexi， et al. Research progress of chemical protective clothing and materials［J］. Chinese Medical Equipment Journal， 2021， 42（2）： 86-92.

［35］栗辰飛， 劉元軍， 趙曉明. 生化防護服的研究進展［J］. 紡織學報， 2022， 43（7）： 207-216.

LI Chenfei， LIU Yuanjun， ZHAO Xiaoming. Research progress of biochemical protective clothing［J］. Journal of Textile Research， 2022， 43（7）： 207-216.

［36］于濱， 趙曉明. 化學涂層核生化防護帳篷材料制備及性能研究［J］. 針織工業(yè)， 2020（9）： 48-51.

YU Bin， ZHAO Xiaoming. Preparation and study of the nuclear and biological protection tent material with chemical coating［J］. Knitting Industries， 2020（9）： 48-51.

［37］吳慧生， 楊穎. 一種含氟超疏油微孔膜及其應用： CN107325238B［P］. 2019-11-05.

WU Huisheng， YANG Ying. A microporous film containing fluorine superoil and its application. CN107325238B［P］， 2019-11-05.

［38］KIMMER D. Army Evaluating Transportable Solar-powered Tents［EB/OL］. ［2023-08-09］. https：//www.army.mil/article/49138/army_evaluating_transportable_solar_powered_tents.

［39］KIZILTBS A. Tactical Solar Tents［EB/OL］. ［2023-08-09］. https：//www.tacticalsolar.com/rugged_solar_tents.php.

［40］ARFAEI B. DRASH Shelters Archives［EB/OL］. ［2023-08-09］. https：//www.hdtglobal.com/series/drash_shelters/.

［41］TRUONG Y B. THE CAVE， Heimplanet［EB/OL］. ［2023-08-08］. https：//en.heimplanet.com/products/the-cave-classic.

Development status and prospect of outdoor tent materials

YUAN? Shengchao1，? LIANG? Huifang2，? DAI? Guoli3，? MO? Fanbo4，? LUO? Yi5，

YE? Xiangyu2，? WANG? Chenglong1，? ZHU? Feichao1，6

（1.College of Textile Science and Engineering， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China;

2.Zhejiang Light Industrial Products Inspection and Research Institute， Hangzhou 310018， China;

3.Zhejiang Guangjiao Cloth New Materials Co.， Ltd.， Tiantai 317200， China; 4.Zhejiang Mingfeng Industrial

Co. ， Ltd.， Tiantai 317200， China; 5.Zhejiang Hengfeng Top Leisure Co.， Ltd.， Hangzhou 310018， China;

6.Shaoxing Eco Textile Technology Co.， Ltd.， Zhuji 311800， China）

Abstract：

Tents act as temporary shelters in outdoor activities to protect the safety of users. Tent cloth is the main body of the tent， and different tent materials can endow the tent with different functions to cope with different use scenarios. This paper reviewed the development history of tent materials， and summarized the latest progress in the field of tent materials in the past ten years， with focus on the development and practical application of functional civil and military tent materials.

At present， the tent materials on the market are mainly synthetic fiber composite materials， and on the basis of meeting the basic performance requirements of wind and rain and cold resistance， consumers pay more attention to the multi-functional tents， for example， tents that can maintain the humidity of the tent waterproof permeable materials. Thermal insulation materials reduce heat transfer between internal and external temperatures through thermal insulation， reflective materials and ventilation design， so that the temperature inside the tent is kept within a suitable range; radiative cooling materials achieve no energy consumption cooling through radiative heat transfer; inflatable tents are light and easy to carry and set up. Made of environmentally friendly materials， biodegradable and recyclable bio-based tents are hot spots in the field of civilian tents. Military tents play an essential and key role in military operations， providing the necessary infrastructure and support for the army， and providing comprehensive protection for high-intensity military activities. Compared with civilian tent materials， military tent materials have more special performance requirements in terms of functionality， such as infrared stealth materials to reduce detection risks， electromagnetic shielding materials to protect communication privacy， bio-resistant tents to protect against biochemical threats， and solar-powered tents for sustainable energy supply are all hot spots in research.

With the continuous improvement of the level of textile and material science and technology， as well as the further development of outdoor leisure industry， the outdoor tent material market at home and abroad has broad prospects for development. At present， in terms of the research， development， and production of civil and military tent materials， Europe， the United States and other developed countries are in a leading position， while in terms of processing and application， domestic research units and enterprises only stay in the laboratory or theoretical application range， and industrial processing means and large quantities of application effects still need to be further developed and verified. In the future， outdoor tents will tend to be lightweight， intelligent， multi-functional，green， and sustainable.

Keywords：

outdoor tents; for military use; for civilian use; tent materials; sustainable development