智能凝胶高分子材料在纺织品中的运用

智能凝胶高分子木才料在纺织品中的运用

文／钱军

随着以微电子技术为主的信息．生物，新材料．新能源，航空航天以及海洋开发等高技术的蓬勃发展，国内外出现了一批新兴的高技术产业，由于高技术的渗透、移植．使纺织设备．纺织产品高技术化。另外．新兴产业也要求纺织工业提供更多更好的纺织新材料．纺织工业已经成为国民经济中一个重要的材料制造部门。当今，科学与科学、产业与产业的界限日益模糊，出现了交叉科学，交叉产业及边缘产业，纺织新材料产业就是交叉产业．边缘产业。

术纺织面料既要满足人类穿着的舒适性，又要具有高品质的外观风格、悬垂性．可加工性等高档次的纺织品。高技术产业用纺织品是具有高强度、高模量等高性能纺织材料．复合材料或特殊功能性纺织品。

二，智能材料与水凝胶高分子材料

”智能“本是生物体特有的性质，因此对智能材料的研究与开发在这种意义上是一种“仿生”。对于智能材料而言．应当能够感知环境变化，通过自我判断，实现指令和动作执行。因此．感知．反馈和响

一、什么是纺织新材料

纺织新材料是近年来采用高技术工艺及设备制造生产出来的高技术纤维。高技术面料和高技术产业用纺织品。高技术纤维中包含新型合成纤维．特殊功能性纤维，保护环境类纤维和生物型新纤维。高技

应是智能材料的三大要素。

水凝胶高分子是大分子链之间以化学键或物理作用力形成的交联结构的溶胀体．是由水和高分子网络所组成的复合体系．既不溶解也不熔融，小分子物质能在其中渗透或扩散。

生产出各种带色彩的色光线。

总之，发光纤维的诞生给纺织行业打开了一个新品种创造的想象空间，也给纺织产业带来了一个高附加值的产品。在不影响纤维力学性能和化学性能的前提下．如何进一步提高稀土发光纤维的发光稳定性．发光重现率．延长发光时间．降低生产成本，拓展应用领域，减少材料对人体造成危害和对环境的污染等，都值得继续高度关注．从长远观点出发．继续提高发光纤维的性能．研究适用性更强、性能更好的发光纤维才是我们追求的目标。

（作者单位：中原工学院）参考文献：

【ｌ１周谨．稀土发光纤维发展现状及趋势【Ｊ】．四川丝

绸．２００３（２）：１２—１３．

纤检，２００５（５）：４５．

【３】葛明桥．超特细异性复合加弹纤维及夜光纤维的发展【Ｊ】－针织工业，２００５（９）：１７．１９．【４】４

ＭＯＯＲＥＰＢ，ＶｉｃｔｏｒＡ．ＳｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇＥｕ２＋ａｃｔｉｖａｔｅｄ

ｓｔｒｏｒｉａｍａｌｕｍｉｎａｔｅｐｈｏｓｐｈｏｒ【Ｊ】．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ

Ｓｏｃ，１９７１，１

１８（６）：９３０．９３３．

Ｇｕｎ－Ｙｏｕｎｇ，ＹＯＯ

【５】ＨＯＮＧ

ｏｆ

ＫＹＯＵＮＧ．Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ

ｌｕｍｉｎｏｕｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｓｐｈｅｒｉｃａｌｙａｒｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅ

ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２００３，１５０（４）：６７－７１．

【６】储德清，王立敏，尹航，等．纳米稀土发光纤维的研

究和展望【Ｊ］．纺织科学研究，２００６（３）：４２．

【７】葛明桥，虞国炜．彩色与彩色光稀土夜光纤维的开

发及应用［Ｊ１．针织工业，２００４，８（４）：５－６７．

【８】司春雷．长余辉发光聚丙烯纤维的研究【Ｊ】．辽宁化・

工，２００３，３２（１）：２３．

【２】张裕，中晓萍．稀土发光纤维的特性与应用【Ｊ】冲国

７２

２００ｓ年第１ｌ期

万方数据

早在２０世纪４０年代．ＦｌｏｒｙＥＪ．对高分子凝胶的物理化学性质已有研究，提出了高分子凝胶的溶胀理论。在研究的初期阶段．研究对象均为随单一．非特异性物理变化而动作的高分子；９０年代开始．研究对象发展为微小的、具有特异性的智能型高分子，即感应到多个刺激条件后进行信息处理进而产生动作的智能材料。这些智能凝胶高分子可以对不同的外界刺激条件作出响应，体积相发生十几倍到几十倍的变化，有的甚至达到几百倍之多。智能性水凝胶的特异响应性能使其在许多领域具有巨大的潜在应用价值。

三．纺织品的改性

通过接枝聚合反应．在纺织品材料基体上引入特定的功能性基团．是实现纺织品材料改性的有效手段。这样既可以保持（或部分保持）材料原有的物理机械性能．又可以灵活多样地通过对接枝单体的选择来获得最佳的功能性，甚至是复合功能，并且改性效果是永久性的．同时水凝胶的物理机械性能得以改善。目前，在纺织品材料的接枝改性研究中，主要是通过化学引发剂．辐射的手段或紫外光（与光敏剂配合）进行引发。

四、纺织品上智能凝胶材料的应用

ｉ一）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（ＬＣＳＴ）以下溶胀．在ＬＣＳＴ以上收缩，并随着温度的升降出现可逆的变化。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。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间热量的传递，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ｌｌｊ。

（二）防水透湿膨胀织物

普通纤维外层涂溶胀高分子——凝胶．具有吸

水溶胀．脱水退溶胀的特性．织成织物或接枝在织物上后．干燥时透湿，遇水后防水（不透湿）Ｂ】。由Ｄａｅｄａｌｕｓ设计开发的海上工作人员穿戴服能对水进行响应．成为一种理想的智能抗浸透潜水服。丙烯酸系

万方数据

聚合物具有很高的吸水性，它能吸收数百倍于其自身的水．从而溶胀成为一种松弛的胶体。如果用它纺成纤维．并织人织物中．以该织物制成服装，则在平时穿着时具有良好的透气性；一旦浸入水中．由于丙烯酸系聚合物纤维吸水膨胀，堵塞纱线问的空隙，阻止海水向衣服内部渗透，从而有效地防止体热散失，延长了落水者在得到救援之前的海上存活时间ｐＪ。

（三）医用敷料

基于同样的原理．凝胶被广泛用于医用敷料上。通常是把非织造布表面用氢气电浆处理，使表面活化产生自由基，再用紫外光照射消毒，进行表面亲

水性单体（如丙烯酰胺）的接枝聚合，形成凝胶层。水凝胶敷料可维持伤口的湿润环境，不会因粘连引起伤口开裂．并能抑制体液的损失。外界的氧气和包埋在水凝胶内的药物可缓慢持续地释放到病变区．有利于伤口的愈合。有的医用敷料完全用凝胶制成，有弹性的水凝胶可以随关节活动伸缩自如，而且医生可以通过透明的凝胶随时观察伤口的情况。目前发达国家的凝胶敷料已经商品化。

（四）智能抗茵织物

基于凝胶是可以与外界进行物质、能量和信息交换的开放体系．这种智能材料在抗菌、防臭．远红

外线释放等功能服装上具有广泛的应用前景。例如．将湿纺中的凝胶态纤维浸入抗菌防臭剂溶液．可把抗菌防臭剂溶液封入内部，使织物起到抗茵防臭的作用。由于凝胶材料具有缓释性．因此能够使抗茵剂的抗菌效果平稳地发挥作用．即这种抗菌纤维能够抑制细菌的繁衍，减少细菌的数量，但并不将其全部杀灭．使其数量维持在一个正常的水平上。这种智能抗菌凝胶织物能用于抗菌鞋垫或医疗卫生用品上。

（作者单位：浙江省绍兴县职业教育中心）参考文献：

【ｌ】杨大智编．智能材料与智能系统【Ｍ】．天津：天津大学出版社，２０００．

［２】ＮｏｎａｋａＴ，ＹｏｄａＴ，ＫｕｒｉｈａｒａＳ．Ｓｗｅｌｌｉｎｇ

ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｒｍｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌｇｒａｆｔｎｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｃｒｙｌａｍｉｄｅｃｏｐｏｌｙｍｃｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｃａｒｂｏｘｙｌｇｒｏｕｐｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｉｒｐｏｌｙｍｅｒ

ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，１９９８，３６（１７）：３０９７・３１０６．

【３】ＤａｇａｎｉＲ．Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ’ｓｍａｒｔ’ｍａｔｅｒｉａｌｓｒｅｓｐｏｎｄ

ｔｏ

ｃｈａｎｇｅｓｉｎｔｈｅｉｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｊ】．ＣｈｅｍＥｎｇ

Ｎｅｗ，１９９５，７３（３８）：３０－３３．

２００８年第１１期７３

智能凝胶高分子材料在纺织品中的运用

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

钱军

浙江省绍兴县职业教育中心中国纤检

CHINA FIBER INSPECTION2008，""(11)0次

参考文献(3条)

1. 杨大智 智能材料与智能系统 2000

2. Nonaka T. Yoda T. Kurihara S Swelling behavior of thermo sensitive polyvinyl alcohol graft

nisopropylacrylamide copolymer membranes containing carboxyl groups and properties of their polymersolutions 1998(17)

3. Dagani R Polymeric'smart'materials respond to changes in their environment 1995(38)

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zhonggxj200811029.aspx

授权使用：江苏大学图书馆(wfhyjs04)，授权号：8e81ae4e-fd63-456d-b017-9e150173f755

下载时间：2010年10月20日