Тепло сохраняется, я думаю, за счёт свойства волокон материала удерживать воздушную прослойку. Если качество искусственного меха сходно с натуральным, то и свойства у них примерно одинаковые.
Ухудшение свойств утеплителя начинается тогда, когда происходит впитывание влаги во время носки. Сухая воздушная прослойка теряет свои свойства, и начинается перенос холода по влажному воздуху.
Старый солдатский способ - обматывать ноги газетой. Таким образом не шерсть, а газета начинает впитывать влагу, а свойства шерсти сохранять тепло не теряются.
Также дело обстоит и с зимними куртками, их делают из материала, способного отводить избыточную влагу, таким образом сохраняя способность утеплителя удерживать тепло.