智能凝胶在纺织服装领域的应用

《智能凝胶在纺织服装领域的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据专题综述ComprehensiVeReView智能凝胶在纺织服装领域的应用李倩，徐军(西安工程大学，陕西西安710048)摘要j凝胶是吸收了液棒介质的三维高分子网络聚合物，能够与外界进行物质和能量的交换，具有吸收性和缓释性。智能凝胶是一类能对外界刺激(如温度、pH值、光、压力、化学物质等)产生敏感响疸的材料。走工构造的规则凝胶是赋予凝胶智能响应性的必要手段，这种凝胶在外界环境刺激下可以发生可逆的有序～无序构造变化相变过程。受环境控制能够进行物质、能量交换的智能凝胶材料可以用于智能纺织品或服装领域。，主要介绍智能凝胶材料在调

2、节温湿度、防紫外线、保温蓄冷、消毒抗菌等智能纺织品方面的应用现状和前景。关键词：智能凝胶；形状记忆；防水透湿中圈分类号：TQ342文献标识码：A文章编号：1001—7054(2007)03一0026一04凝胶态是介于液体和固体之间的物质形态。高分子凝胶是指三维网络结构的高分子化合物与液体组成的体系。由于液体与高分子网络的亲合性，液体被高分子网络封在里面，因此凝胶能像固体一样显示一定的形状。凝胶I列络和液体介质的相互作用，决定了凝胶的各种性质。绝大多数天然或合成的凝胶是以水为液体介质的水凝胶。1智能凝胶的特性智能型水凝胶(intel

3、ligent弦lorsmaI．tgel)是一类对外界刺激能产生敏感响应的水凝胶。具体地说，温度、pH值、离子强度、光、电场、化学物质等外界刺激都会引起凝胶体积发生溶胀或收缩。因此水凝胶又可分为温敏水凝胶、pH值响应型水凝胶以及光敏、压敏、电敏等智能型水凝胶¨1。人工合成的凝胶的构造一般均呈无定形态，这些凝胶对外部环境刺激反应时间长，没有协同性。人工合成的具有构造规则的凝胶，是赋予凝胶收稿日期：2006一lO一20修改日期：2006一ll一23作者简介：李倩(198l～)，女．山东滨州市人，专业为服装设计与工程。26合成纤维SFC2

4、007No．3“智能”的必要手段。通过在高分子链的侧链上导入具有结晶能力的官能团(比如长链的脂肪酸)，町以得到具有构造规则的凝胶。这样的凝胶在外界环境的刺激下会产生可逆的有序一无序构造变化的相变过程。利用相变时产生的力学性质的巨大变化，可以实现凝胶的形状记忆功能【1l。鉴于凝胶对外界环境的刺激具有感知、传感、处理和驱动，并且自身体积能及时作出溶胀和收缩应答的智能功能，智能凝胶的应用研究和开发工作发展得十分迅速f2l。目前，智能凝胶主要应用在人工触觉系统、药物释放系统、化学阀、组织工程、农业用保水剂、水处理絮凝剂等方面。由于技术水平

5、的限制，凝胶在纺织和服装方面应用的实例很少。在研发新服装材料时，人们就想到了这种智能型高分子材料，试图找到具有智能抗浸透、温湿度调节、物化刺激响应、智能抗菌、导电或抗静电、防紫外线等特征的新型智能材料。2智能凝胶在纺织服装领域的应用2．1温敏纤维某些性能随温度改变而发生可逆变化的纤维称为温敏纤维。通过共聚或交联，在纤维中引入温万方数据敏凝胶化合物可制得温敏凝胶纤维。另外，也可通过共混纺丝、复合纺丝、涂层等方法在纤维中引入相转变凝胶材料。温敏纤维能够在临界相转变温度(LCS，IT)以下溶胀，在LCST以上收缩，并随着温度的升降出现可

6、逆的变化。这种热记忆特性使纤维具有温度调节的功能。目前，温敏纤维的研究已在一些国家取得较大进展。据报道M，通过选择合适的引发剂和溶剂，在成纤聚合物(例如聚乙烯醇或聚氯乙烯)上接枝聚N一异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)，可纺制温敏纤维。PNIPAAm温敏凝胶纤维加热到LcST(约为33℃)以上后，能收缩到原体积的30％。这类温敏纤维除对温度变化产生体积变化外，还具有吸放水性、分子亲水和疏水性的变化以及透明和不透明的变化。另外，通过加入第三单体并改变其含量和链长等方法，可以制得LcsT不同的温敏纤维。应用复合纺丝法将温敏材料(例如，P

7、NIPAAm)包裹在纤维中，根据外界环境温度变化，纤维中所包含的温敏材料或从环境中吸收热量储存于纤维内部，或放出纤维中储存的热量，在纤维周围形成温度相对恒定的微观气候，从而在一定时间内实现温度调节功能。因此用凝胶温敏纤维加工成的纺织品假装)，除具有传统纺织品(服装)的静态保温作用外，还具有由于相变物质的吸热放热引起的动态保温作用[q。日本东洋纺公司将温敏材料包裹在纤维中，当环境温度改变时，被包裹的温敏材料会发生液一固可逆相变，引起织物和周边微环境问热量的传递，在一定时间内形成相对恒定的微观气候，具有优良的温度调节功能嘲。美国研究人

8、员【刀将聚乙二醇与各种纤维(如棉、聚酯或聚酰脚聚氨酯)共混物结合，使其具有凝胶的热适应性与可逆收缩性，即温度升高时纤维吸热，温度降低时纤维放热。此热记忆特性源于结合在纤维上的相邻多元醇螺旋结构间的相互作用。温度升高时氢键解离，系统在无序线团松弛过程