智能性服装材料

服装材料学

研究课题:智能性服装材料

研究小组:第十三组

小组成员:许潇鹤 宋飞 马倩 吴英英 李莹

智能性服装材料的定义:服装的功能懂得身体语言,能感知外部刺激,或者说,服装功能根据人体与环境的变化而变化,适当处理且本身可执行的新型功能材料,亦即该智能性能材料对能量、信息具备储存、传递和转换的功能。

几种常见的智能性服装材料:

一、 自动调温服装:

1. 太阳能服装

灵感来源: 北极熊能够生活在寒冷的北极,经过对其毛的研究,发现北极熊毛的结构与光导纤维的结构极其相似。

原理:熊毛的外端透明,犹如一根细小的石英纤维,接近皮肤的一端是不透明的神经髓鞘,表面粗糙坚硬,中间呈空心状,这种结构特别有利于光的传输,最大限度的把光能汇集到表皮上转化成热能,并通过皮下的血液将热能输送到全身。

研究成果:通过对北极熊毛光热转化的探索,人们研究出了一种智能材料,以有吸光蓄热性能的碳化锆为原理,制成日光系纤维,并加工制成服装,穿着这种服装可将光能转化成热能,同时又能将人体的热辐射保存在衣服内。

网络连接: 1碳化锆: ○暗灰色有金属光泽的立方晶体。性脆。熔点3540℃。沸点5100℃。表观密度6.70 g/cm3。莫氏硬度8~9

。不溶于冷水和盐酸。可溶于含有硝酸或双氧水的氢氟酸和热浓硫酸。高温下与氯气反应生成四氯化锆。700℃时,在空气中燃烧生成氧化锆。不与水反应。碳化锆是一种硬度大的高熔点材料和极好的高温耐火材料。用做火箭发动机中固体推进剂的一种原料。用于生产合金钢。也是生产金属锆和四氯化锆原料,以及有前途的精细陶瓷材料。主要用作磨料,还可用作硬质合金的原料。

英国的戴维等人就利用碳化锆这一原料制成了太阳能衣服。如下图:

2但是犹豫英国暂时没有对外公开碳化锆这一纤维的“制作秘方”,这○

就是我们现在在设计过程中所遇到的困难,于是我们找到了一种代替碳化锆这一纤维的设计方案。就是利用众所周知的电池与热电阻连接,闭合开关,电能转化成热能,热电阻产生热能,提供给穿着者。

3美国SilvrLining 服装公司设计总监桑德拉·卡拉特,她曾提出一个大胆构想,运○

用可再生能源技术,把可供反复使用的天然材料变成布料,从而为现代服装业开辟出一个崭新的发展空间。在加利福尼亚,卡拉特与一名电气工程师道格拉斯·霍姆斯达成合作意向,霍姆斯将在这里尽情施展科研才能,可谓强强联手。不久后,他们推出GO 系列太阳能服装,共有一件背心、两件外套和一条裤子。这些服装都带有太阳能电池板,当使用者出外运动时,只要将智能手机、数码相机等电子设备放进口袋,并插入接口,就可以时刻保持电量充足。

2.冬暖夏凉的服装:

1美国研究的自动调温布,是用聚乙烯乙二醇的化学制剂对普通棉布进行处理,处理 ○

后的布遇热膨胀时会吸收热量,从而使体感温度下降,遇冷收缩时又会放出热量,从而使服装暖和。

2 日本也制成与上述相似的衣料, ○在锦纶或聚酯纤维上包覆“天然状况记忆聚合物”,分为晶体与非晶体两部分。

网络连接:

1挪威一家公司宣布,他们正在研究将一种“智能材料”运用到服装中,让衣服也能○

像空调一样,“冬暖夏凉”。据研究人员说,这种衣料可以通过化学作用,吸收人体剩余体温并在需要时再释放出来,达到“冬暖夏凉”的效果。测试数据显示,相同情况下穿着新型救生衣比普通救生衣,测试者的体温要高出四度。目前,这种材料还在试验阶段,将来有可能运用到户外装备或运动衣等功能性服装当中。

2天津工业大学材料学院成功研发了这项技术。张兴祥教授带领的课题组经○

过研究,选取了一种材料,专业名称叫做“相变材料”。直白的讲:所谓“相变材料”,就是材料本身能够吸收和释放热量,且在吸热和放热的过程中,材料本身还会“变身”。“变身”的过程很有意思,材料原来是固态,当外界温度高于30℃时,材料就开始吸收外界的热量,从固态“变身”成液态,同时,热量就被材料吸收并“储存”起来了,这个时候衣服内的温度会降低,穿衣服的人也不会觉得热了。而当冬季人们走到寒冷的室外,外界温度低于20℃时,材料则开始放热,材料本身又会从液态转变回固态,而那些释放出的热量则通过衣服本身传递给人的身体,穿着这样的衣服,自然会比穿着同样厚度的普通衣服感觉更温暖。 据科学测试表明,人体感觉最舒适的皮肤温度为33.4℃。如果身体任何部位的皮肤温度与最舒适皮肤温度之间的温度差在-1.5℃至-3.0℃这个范围内,人体就会感觉不冷不热,但如果这个温度差超过-4.5℃,人体将有或冷或热的感觉。而用这种特殊材料制作的衣服,能够保证把这个

温度差控制在-3℃左右,所以会让穿着的人感

到非常舒适。

在上世纪九十年代初,张兴祥教授的课题组

就开始研究如何既让衣服可变温,又不至于让

材料变成液态后把衣服“弄湿”。经过不懈努

力,他们研发了一种叫做“微胶囊”的东西。

大家都见过胶囊,只不过张教授他们做的“胶

囊”比平时吃的药物胶囊小多了,直径只有一

微米。胶囊的质地是一种树脂聚合物,很坚韧,

无论是外界升温降温,还是受到一定程度的挤

压都不会出现破裂,有了这层聚合物胶囊外衣

的保护,就不用再担心相变材料变成液态后流

出来了。有了保护层,接下来要做的就是将成

千上万个小小的“微胶囊”掺入普通服装纤维

里,制成调温纤维,用这样的纤维织成面料,

再经过裁剪做成衣服,就叫做调温服装了。

现在,研究成果已被中国航空工业第一集团航宇救生装备有限公司、总后勤部军需装备研究所等用于新型防寒保暖服装的研究开发。储热调温纤维材料可用于高档服装的保温材料、床上用品和室内装饰用品、职业服装、鞋、帽、袜、手套等。也可用于飞行服、宇航服、伞兵服、消防服、海员服、潜水服的保温层材料,以及战地医院和野战帐篷的隔热保温层等。

相变材料:http://www.doc88.com/p-[1**********]7.html

3. 化学保暖和调温的服装材料:

除了上面我们所能看到的智能性变温的服装材料,还有一种化学方法保暖并调温的纺织品。它附有一层不透水的薄膜,内装硫酸钠,硫酸钠受热后会液化储热,其储热能力比水强60倍,从而使体感温度下降;而遇热时硫酸钠会固化,同时将吸收的热量散发出来。这种布用于服装和窗帘。

网络连接:

硫酸钠,无机化合物,又名无水芒硝,白色、无臭、有苦味的结晶或粉末, 有吸湿性。外形为无色、透明、大的结晶或颗粒性小结晶。主要用于制水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品等。 缺点:健康危害: 对眼睛和皮肤有刺激作用。基本无毒。

环境危害: 对环境有危害,对大气可造成污染。

燃爆危险: 本品不燃,具刺激性。

4. 牛奶蛋白调温纤维制成的“羊绒调温衫”。 “耐高温相变材料微胶囊、高储热量储热调温纤维及其制备技术”项目由天津工业大学、清华大学、山东海龙股份有限公司、北京雪莲羊绒股份有限公司等单位共同完成。通过此项技术研制出的纤维织物,可以吸收、储存、重新分配和放出热量,在环境温度不同时还可自动调节,使衣服内温度处于较舒适的范围。“羊绒、羊毛遇水会发热,这是常识。但是这种吸湿放热是一次性的,不能反复进行。所以羊绒、羊毛都有很好的保温功能,但是没有调节温度的功能。”此技术是在牛奶蛋白喷丝液中加入相变材料,制成牛奶蛋白调温纤维,然后用这种纤维与羊绒进行混纺,做成“羊绒调温衫”。虽然最初的目的是让羊绒产品具有调温功能,最终牛奶蛋白纤维可以和许多纤维进行混纺,包括以40%的比例与羊毛、驼绒、棉等纤维混纺,都能够得到手感好又有调温功能的面料。即使产品经高温染色和汽蒸、高压定型整理和皂洗工艺后,在功能上也不会有太大改变。这也为下游客户,研制和开发高档新型功能性面料,提供了充分条件。

5.蓄热调温功能新材料

石狮市2009年重大项目竹纤维鞋用功能抗菌除臭复合材料研究取得实质性突破,预计研发成果不久后将问世,该材料将具有蓄热调温功能。这将是继“超薄高密面料”、“改性纤维面料”以及“竹炭纤维面料”等植物面料研发并投产以来的又一重大成果。 据悉,蓄热调温功能的智能纺织品含有相变材料,能根据外界环境温度调节衣服内温度。当外界环境温度降低时,相变材料放出热量,从液态变为固态,减少了人体向周围放出的热量,以保持人体正常体温,为人体提供舒适的“衣内微气候”环境,使人体始终处于舒适的状态。此面料可广泛应用于床上用品、鞋类产品、内衣服装和外套服装等,具有广阔的发展前景。

二.变色服装材料。

自然界中变色龙会随着周遭的环境而改变身体的颜色,生活中行动电话也会因光与角度的关系而有不同外观颜色,包括人在忿怒和紧张时,也会在脸上有不同程度的潮红现象,而上述现象都属被动式变色机制。由蜜拉乔娃维基主演的科幻动作片「紫光任务」,近来正在台湾上映中,片中除了主角酷炫的动作外,最令人惊奇的在于其超现实的服装,可以随时的变化颜色。而现实中「智能型感电变色织物」也正在进行研发中。根据纺织所ITIS 计划研究显示,目前日常生活中,最常使用的变色组件基材为玻璃,这应和玻

璃已被大家广泛使用于人类的生活以及导电玻璃已是成熟的产品有关。目前常用的变色机制约有下列几种

:

1. 液晶变色服装材料。

原理:利用微胶囊技术,涂层技术和液晶材

料制造变色服装材料。具体是在衣料内附着一

些直径为0.002mm 左右的微胶囊,内储因温度

或光线而变色的液晶材料和染料。无数微胶囊

分散于液态树脂黏合剂或印染浆中,可用常规

的方法将它们涂敷于纤维或者织物上。当环境

的温度或光线变化时便会出现变色现象。

2. 电致变色 (Electrochromic)

在学术领域电致变色最为熟知的化合物为聚苯胺导电高分子,2000年诺贝尔化学奖得主白川英树就是以此获奖。聚苯胺在不同电压下可显示透明、黄、绿、蓝和黑等颜色。

根据纺织所ITIS 计划研究显示,当前最新开发的智能型变色织物是「智能型感电变色织物」,其主靠是藉由电场或电流的刺激,使得衣服的颜色可以随心所欲的变化。电变色原理与LED (发光二极管)相同,透过电子与电洞的结合,过多的能量会以光的形式释出,达到发光的效果,此属于冷性发光。其组件构造是由基材、导电层、发光层及透明导电层所组合而成。所用的发光材料其发射团均相同,但是不会有太高的亮度,由于基材是纤维或织物,其特性是柔软且可弯曲。一般显示器所用的ITO 透明导电层则无法适用,需要其它高导电度的透明导电层,现在倾向使用导电性高分子,常用的有PANI (聚苯胺)或PEDOT (poly-3,4-ethylene-dioxythiophene )。

智能型感电变色织物的制造方法,一般常用涂布或是贴合。因其中的发射团易受氧气与水分解,因此需要稳定发色团或较好的封装,常用微胶囊加工。「智能型感电变色材料」可直接使用在纤维或是先制成薄膜,再贴合于织物上。

智能型感电变色织物,预期在未来将大量的运用在军用的伪装服上。未来在战场上,士兵们可针对不同的环境自由地调整服装的颜色,使敌人难以辨识。其概念与变色龙伪装类似,利用环境颜色监控的侦测器结合电变色织物,随着颜色侦测器所得之数据,透过纤维传送视觉信息可立即改变衣服的颜色、光线和图案,达到自动控制的目标,实现服装颜色的自动变化。美国马萨诸塞州的「陆军研究中心」正在加速研发,预计在2010年能装配于战士的衣着上。 除了用于伪装服之外,变色织物也可用于变化不同图案的挂布或画布上,如果亮度足够亦可成为布型的显示器。目前的课题为可绕式透明导电层的导电度不高和透明度不佳和发色团的稳定性不足等,如果这些问题能一一克服,未来可预期智能型感电变色织物将带来可观的商机。

3. 电场引起的变色

电场变色产品早已散布在生活中,液晶显示器就是该技术的著名应用,透过电场控制液晶的转向而进行明暗度的调整,再加上彩色滤光片,会让窗户也会透进不同的光线到室内。

4. 光致变色

光致变色在15年前就有眼镜商推出相类似产品,该种眼镜在室内低光时呈现透明无色,但在阳光下呈现深色而近似太阳眼镜,优点是不用施加任何能源,缺点是被动变色,无法自由调控。

5. 热致变色

将透明塑料袋拉扯常会变成乳白色,这是因为经过拉扯后,高分子结晶度发生变化所致,而热也会使很多高分子发生结晶度的变化而产生变色,但选用的高分子而好选用快速回复原来结晶度的种类。

6. 可逆化学反应变色

在化学中因可逆变化而产生颜色变化的标准范例就是二氧化氮和四氧化二氮,在密死循环境下可藉由温度和体积变化而使压力产生改变进而影响二氧化氮和四氧化二氮的比例,其中二氧化氮为红棕色气体,而四氧化二氮为无色气体,所以二氧化氮和四氧化二氮的比值不同,外观颜色也就不同,此一现象就可用来做为变色的机制,只是选用的气体需为无毒性,才不影响使用的意愿。目前在纺织领域已有被动式的变色纤维「感光变色纱线」, 其利用太阳光或UV 光来变换颜色,感光纱线经阳光紫外线照射,吸收阳光或紫外光线之能量而产生颜色变化,当失去光源照射时,在数秒内就会回复原来颜色,目前主要是应用于防伪和舞会造型服装上。

三.形状记忆纤维材料。

在一场名为《可变形衣服》的服装秀上,出现了这样的天桥景观:模特身上的衣服面料或收缩或伸长,由一种设计形式缓缓变为另一种设计形式。英国天才设计师侯赛因·卡拉扬(Hussein Chalayan)利用形状记忆纤维打造的时装,实现了服装的变形效果。

侯赛因·卡拉扬的“变形服装”采用的是形状记忆纤维。形状记忆纤维原料中含有谷物淀粉制成物,织物具有舒适的手感,面料柔软、光泽亮丽,可与丝绸媲美。并且,由于其纯生物质地,在吸排汗和抗紫外线功能、抗菌性、防霉性和护肤性方面,有出色表现。这种材质还可以完全生物降解,是一种完美的环保型、绿色纤维。

然而,最独特的还是它的记忆功能。通过提高纤维表面的摩擦力,经过处理的形状会一直保留,好似具有了“记忆”功能。形象点来说, 如果你用手揉搓这种面料,会留下褶皱,但抚平后褶皱会消失,恢复原状。因此,记忆纤维能始终“记忆”设计师赋予它的初始形状。定型后的纤维在较低温度下,或者是外力强迫下,可以发生形变,但在对其加热或水洗后即可回复原状。侯赛因·卡拉扬的这场《可变形衣服》时装秀正是通过对温度和湿度的控制来达到时装变形的T 台效果。目前,关于这种形状记忆纤维的探索已经进入到产品用途研究阶段。

网络连接:

1英国某防护服装研究机构,○就利用记忆纤维研制出了一种用于防烫伤的服装。首先,将记忆纤维加工成宝塔式螺旋弹簧状,然后再进一步加工成平面状,固定在服装面料内。当这种服装表面接触高温时,形状记忆纤维的形变被触发,迅速由平面状变化成宝塔状,在两层织物内形成很大的空腔,使高温远离人体的皮肤,从而防止烫伤的发生。

2意大利某纺织品公司开发出智能化衬衣,也对形状记忆纤维有妙用。这种衬衣不 ○

怕起皱,即使揉成乱糟糟的一团,用电吹风一吹就能复原,甚至人的体温也可以自动将其“熨平”。

四.智能衫。

1996年美国海军资助George Tech Reseaech 公司和Sensa Tex 公司研究一种能准确、及时的检测穿着者心律、呼吸、体温和其他生理指标的智能T 恤衫。根据海军的要求,他们将光导纤维和导电纤维织入织物,制成t 恤衫。光导纤维和导电纤维与置于人体某部位的传感器相连,并从中接收数据,传送到一个信用卡大小的特殊接收器中,该接收器置于腰间,可以储存信息,然后显示到移动电话、家庭个人电脑或手腕监测器上,以监视穿着者重要的生命特征,及时发出警报信号。例如,如果战士受伤了,那么在其受伤部位的光导纤维的信号会中断,此信息及一些关键的生命指标会自动的传送到医务人员处,医生根据战士的情况能给予及时救援。智能衫也可用以监护婴儿和老人,监视在危险环境中的工作人员,如救火人员、执法人员等。

由于光导纤维和导电纤维必须保持连续状态下不能中断,因此不能用传统的生产方法,需用无缝织造技术,这是十分重要的。该公司认为智能衫的研究成功是保健监视领域的一大飞跃。目前,正在研究一种新的智能结构,并在每件t 恤衫中都有智能装置,穿着者欲行使某种功能,只需要通过与智能衫对话,信息处理装置就可与他人智能衫中的信息处理装置沟通交流,而且这种新型智能衫是可洗的。

服装材料学

研究课题:智能性服装材料

研究小组:第十三组

小组成员:许潇鹤 宋飞 马倩 吴英英 李莹

智能性服装材料的定义:服装的功能懂得身体语言,能感知外部刺激,或者说,服装功能根据人体与环境的变化而变化,适当处理且本身可执行的新型功能材料,亦即该智能性能材料对能量、信息具备储存、传递和转换的功能。

几种常见的智能性服装材料:

一、 自动调温服装:

1. 太阳能服装

灵感来源: 北极熊能够生活在寒冷的北极,经过对其毛的研究,发现北极熊毛的结构与光导纤维的结构极其相似。

原理:熊毛的外端透明,犹如一根细小的石英纤维,接近皮肤的一端是不透明的神经髓鞘,表面粗糙坚硬,中间呈空心状,这种结构特别有利于光的传输,最大限度的把光能汇集到表皮上转化成热能,并通过皮下的血液将热能输送到全身。

研究成果:通过对北极熊毛光热转化的探索,人们研究出了一种智能材料,以有吸光蓄热性能的碳化锆为原理,制成日光系纤维,并加工制成服装,穿着这种服装可将光能转化成热能,同时又能将人体的热辐射保存在衣服内。

网络连接: 1碳化锆: ○暗灰色有金属光泽的立方晶体。性脆。熔点3540℃。沸点5100℃。表观密度6.70 g/cm3。莫氏硬度8~9

。不溶于冷水和盐酸。可溶于含有硝酸或双氧水的氢氟酸和热浓硫酸。高温下与氯气反应生成四氯化锆。700℃时,在空气中燃烧生成氧化锆。不与水反应。碳化锆是一种硬度大的高熔点材料和极好的高温耐火材料。用做火箭发动机中固体推进剂的一种原料。用于生产合金钢。也是生产金属锆和四氯化锆原料,以及有前途的精细陶瓷材料。主要用作磨料,还可用作硬质合金的原料。

英国的戴维等人就利用碳化锆这一原料制成了太阳能衣服。如下图:

2但是犹豫英国暂时没有对外公开碳化锆这一纤维的“制作秘方”,这○

就是我们现在在设计过程中所遇到的困难,于是我们找到了一种代替碳化锆这一纤维的设计方案。就是利用众所周知的电池与热电阻连接,闭合开关,电能转化成热能,热电阻产生热能,提供给穿着者。

3美国SilvrLining 服装公司设计总监桑德拉·卡拉特,她曾提出一个大胆构想,运○

用可再生能源技术,把可供反复使用的天然材料变成布料,从而为现代服装业开辟出一个崭新的发展空间。在加利福尼亚,卡拉特与一名电气工程师道格拉斯·霍姆斯达成合作意向,霍姆斯将在这里尽情施展科研才能,可谓强强联手。不久后,他们推出GO 系列太阳能服装,共有一件背心、两件外套和一条裤子。这些服装都带有太阳能电池板,当使用者出外运动时,只要将智能手机、数码相机等电子设备放进口袋,并插入接口,就可以时刻保持电量充足。

2.冬暖夏凉的服装:

1美国研究的自动调温布,是用聚乙烯乙二醇的化学制剂对普通棉布进行处理,处理 ○

后的布遇热膨胀时会吸收热量,从而使体感温度下降,遇冷收缩时又会放出热量,从而使服装暖和。

2 日本也制成与上述相似的衣料, ○在锦纶或聚酯纤维上包覆“天然状况记忆聚合物”,分为晶体与非晶体两部分。

网络连接:

1挪威一家公司宣布,他们正在研究将一种“智能材料”运用到服装中,让衣服也能○

像空调一样,“冬暖夏凉”。据研究人员说,这种衣料可以通过化学作用,吸收人体剩余体温并在需要时再释放出来,达到“冬暖夏凉”的效果。测试数据显示,相同情况下穿着新型救生衣比普通救生衣,测试者的体温要高出四度。目前,这种材料还在试验阶段,将来有可能运用到户外装备或运动衣等功能性服装当中。

2天津工业大学材料学院成功研发了这项技术。张兴祥教授带领的课题组经○

过研究,选取了一种材料,专业名称叫做“相变材料”。直白的讲:所谓“相变材料”,就是材料本身能够吸收和释放热量,且在吸热和放热的过程中,材料本身还会“变身”。“变身”的过程很有意思,材料原来是固态,当外界温度高于30℃时,材料就开始吸收外界的热量,从固态“变身”成液态,同时,热量就被材料吸收并“储存”起来了,这个时候衣服内的温度会降低,穿衣服的人也不会觉得热了。而当冬季人们走到寒冷的室外,外界温度低于20℃时,材料则开始放热,材料本身又会从液态转变回固态,而那些释放出的热量则通过衣服本身传递给人的身体,穿着这样的衣服,自然会比穿着同样厚度的普通衣服感觉更温暖。 据科学测试表明,人体感觉最舒适的皮肤温度为33.4℃。如果身体任何部位的皮肤温度与最舒适皮肤温度之间的温度差在-1.5℃至-3.0℃这个范围内,人体就会感觉不冷不热,但如果这个温度差超过-4.5℃,人体将有或冷或热的感觉。而用这种特殊材料制作的衣服,能够保证把这个

温度差控制在-3℃左右,所以会让穿着的人感

到非常舒适。

在上世纪九十年代初,张兴祥教授的课题组

就开始研究如何既让衣服可变温,又不至于让

材料变成液态后把衣服“弄湿”。经过不懈努

力,他们研发了一种叫做“微胶囊”的东西。

大家都见过胶囊,只不过张教授他们做的“胶

囊”比平时吃的药物胶囊小多了,直径只有一

微米。胶囊的质地是一种树脂聚合物,很坚韧,

无论是外界升温降温,还是受到一定程度的挤

压都不会出现破裂,有了这层聚合物胶囊外衣

的保护,就不用再担心相变材料变成液态后流

出来了。有了保护层,接下来要做的就是将成

千上万个小小的“微胶囊”掺入普通服装纤维

里,制成调温纤维,用这样的纤维织成面料,

再经过裁剪做成衣服,就叫做调温服装了。

现在,研究成果已被中国航空工业第一集团航宇救生装备有限公司、总后勤部军需装备研究所等用于新型防寒保暖服装的研究开发。储热调温纤维材料可用于高档服装的保温材料、床上用品和室内装饰用品、职业服装、鞋、帽、袜、手套等。也可用于飞行服、宇航服、伞兵服、消防服、海员服、潜水服的保温层材料,以及战地医院和野战帐篷的隔热保温层等。

相变材料:http://www.doc88.com/p-[1**********]7.html

3. 化学保暖和调温的服装材料:

除了上面我们所能看到的智能性变温的服装材料,还有一种化学方法保暖并调温的纺织品。它附有一层不透水的薄膜,内装硫酸钠,硫酸钠受热后会液化储热,其储热能力比水强60倍,从而使体感温度下降;而遇热时硫酸钠会固化,同时将吸收的热量散发出来。这种布用于服装和窗帘。

网络连接:

硫酸钠,无机化合物,又名无水芒硝,白色、无臭、有苦味的结晶或粉末, 有吸湿性。外形为无色、透明、大的结晶或颗粒性小结晶。主要用于制水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品等。 缺点:健康危害: 对眼睛和皮肤有刺激作用。基本无毒。

环境危害: 对环境有危害,对大气可造成污染。

燃爆危险: 本品不燃,具刺激性。

4. 牛奶蛋白调温纤维制成的“羊绒调温衫”。 “耐高温相变材料微胶囊、高储热量储热调温纤维及其制备技术”项目由天津工业大学、清华大学、山东海龙股份有限公司、北京雪莲羊绒股份有限公司等单位共同完成。通过此项技术研制出的纤维织物,可以吸收、储存、重新分配和放出热量,在环境温度不同时还可自动调节,使衣服内温度处于较舒适的范围。“羊绒、羊毛遇水会发热,这是常识。但是这种吸湿放热是一次性的,不能反复进行。所以羊绒、羊毛都有很好的保温功能,但是没有调节温度的功能。”此技术是在牛奶蛋白喷丝液中加入相变材料,制成牛奶蛋白调温纤维,然后用这种纤维与羊绒进行混纺,做成“羊绒调温衫”。虽然最初的目的是让羊绒产品具有调温功能,最终牛奶蛋白纤维可以和许多纤维进行混纺,包括以40%的比例与羊毛、驼绒、棉等纤维混纺,都能够得到手感好又有调温功能的面料。即使产品经高温染色和汽蒸、高压定型整理和皂洗工艺后,在功能上也不会有太大改变。这也为下游客户,研制和开发高档新型功能性面料,提供了充分条件。

5.蓄热调温功能新材料

石狮市2009年重大项目竹纤维鞋用功能抗菌除臭复合材料研究取得实质性突破,预计研发成果不久后将问世,该材料将具有蓄热调温功能。这将是继“超薄高密面料”、“改性纤维面料”以及“竹炭纤维面料”等植物面料研发并投产以来的又一重大成果。 据悉,蓄热调温功能的智能纺织品含有相变材料,能根据外界环境温度调节衣服内温度。当外界环境温度降低时,相变材料放出热量,从液态变为固态,减少了人体向周围放出的热量,以保持人体正常体温,为人体提供舒适的“衣内微气候”环境,使人体始终处于舒适的状态。此面料可广泛应用于床上用品、鞋类产品、内衣服装和外套服装等,具有广阔的发展前景。

二.变色服装材料。

自然界中变色龙会随着周遭的环境而改变身体的颜色,生活中行动电话也会因光与角度的关系而有不同外观颜色,包括人在忿怒和紧张时,也会在脸上有不同程度的潮红现象,而上述现象都属被动式变色机制。由蜜拉乔娃维基主演的科幻动作片「紫光任务」,近来正在台湾上映中,片中除了主角酷炫的动作外,最令人惊奇的在于其超现实的服装,可以随时的变化颜色。而现实中「智能型感电变色织物」也正在进行研发中。根据纺织所ITIS 计划研究显示,目前日常生活中,最常使用的变色组件基材为玻璃,这应和玻

璃已被大家广泛使用于人类的生活以及导电玻璃已是成熟的产品有关。目前常用的变色机制约有下列几种

:

1. 液晶变色服装材料。

原理:利用微胶囊技术,涂层技术和液晶材

料制造变色服装材料。具体是在衣料内附着一

些直径为0.002mm 左右的微胶囊,内储因温度

或光线而变色的液晶材料和染料。无数微胶囊

分散于液态树脂黏合剂或印染浆中,可用常规

的方法将它们涂敷于纤维或者织物上。当环境

的温度或光线变化时便会出现变色现象。

2. 电致变色 (Electrochromic)

在学术领域电致变色最为熟知的化合物为聚苯胺导电高分子,2000年诺贝尔化学奖得主白川英树就是以此获奖。聚苯胺在不同电压下可显示透明、黄、绿、蓝和黑等颜色。

根据纺织所ITIS 计划研究显示,当前最新开发的智能型变色织物是「智能型感电变色织物」,其主靠是藉由电场或电流的刺激,使得衣服的颜色可以随心所欲的变化。电变色原理与LED (发光二极管)相同,透过电子与电洞的结合,过多的能量会以光的形式释出,达到发光的效果,此属于冷性发光。其组件构造是由基材、导电层、发光层及透明导电层所组合而成。所用的发光材料其发射团均相同,但是不会有太高的亮度,由于基材是纤维或织物,其特性是柔软且可弯曲。一般显示器所用的ITO 透明导电层则无法适用,需要其它高导电度的透明导电层,现在倾向使用导电性高分子,常用的有PANI (聚苯胺)或PEDOT (poly-3,4-ethylene-dioxythiophene )。

智能型感电变色织物的制造方法,一般常用涂布或是贴合。因其中的发射团易受氧气与水分解,因此需要稳定发色团或较好的封装,常用微胶囊加工。「智能型感电变色材料」可直接使用在纤维或是先制成薄膜,再贴合于织物上。

智能型感电变色织物,预期在未来将大量的运用在军用的伪装服上。未来在战场上,士兵们可针对不同的环境自由地调整服装的颜色,使敌人难以辨识。其概念与变色龙伪装类似,利用环境颜色监控的侦测器结合电变色织物,随着颜色侦测器所得之数据,透过纤维传送视觉信息可立即改变衣服的颜色、光线和图案,达到自动控制的目标,实现服装颜色的自动变化。美国马萨诸塞州的「陆军研究中心」正在加速研发,预计在2010年能装配于战士的衣着上。 除了用于伪装服之外,变色织物也可用于变化不同图案的挂布或画布上,如果亮度足够亦可成为布型的显示器。目前的课题为可绕式透明导电层的导电度不高和透明度不佳和发色团的稳定性不足等,如果这些问题能一一克服,未来可预期智能型感电变色织物将带来可观的商机。

3. 电场引起的变色

电场变色产品早已散布在生活中,液晶显示器就是该技术的著名应用,透过电场控制液晶的转向而进行明暗度的调整,再加上彩色滤光片,会让窗户也会透进不同的光线到室内。

4. 光致变色

光致变色在15年前就有眼镜商推出相类似产品,该种眼镜在室内低光时呈现透明无色,但在阳光下呈现深色而近似太阳眼镜,优点是不用施加任何能源,缺点是被动变色,无法自由调控。

5. 热致变色

将透明塑料袋拉扯常会变成乳白色,这是因为经过拉扯后,高分子结晶度发生变化所致,而热也会使很多高分子发生结晶度的变化而产生变色,但选用的高分子而好选用快速回复原来结晶度的种类。

6. 可逆化学反应变色

在化学中因可逆变化而产生颜色变化的标准范例就是二氧化氮和四氧化二氮,在密死循环境下可藉由温度和体积变化而使压力产生改变进而影响二氧化氮和四氧化二氮的比例,其中二氧化氮为红棕色气体,而四氧化二氮为无色气体,所以二氧化氮和四氧化二氮的比值不同,外观颜色也就不同,此一现象就可用来做为变色的机制,只是选用的气体需为无毒性,才不影响使用的意愿。目前在纺织领域已有被动式的变色纤维「感光变色纱线」, 其利用太阳光或UV 光来变换颜色,感光纱线经阳光紫外线照射,吸收阳光或紫外光线之能量而产生颜色变化,当失去光源照射时,在数秒内就会回复原来颜色,目前主要是应用于防伪和舞会造型服装上。

三.形状记忆纤维材料。

在一场名为《可变形衣服》的服装秀上,出现了这样的天桥景观:模特身上的衣服面料或收缩或伸长,由一种设计形式缓缓变为另一种设计形式。英国天才设计师侯赛因·卡拉扬(Hussein Chalayan)利用形状记忆纤维打造的时装,实现了服装的变形效果。

侯赛因·卡拉扬的“变形服装”采用的是形状记忆纤维。形状记忆纤维原料中含有谷物淀粉制成物,织物具有舒适的手感,面料柔软、光泽亮丽,可与丝绸媲美。并且,由于其纯生物质地,在吸排汗和抗紫外线功能、抗菌性、防霉性和护肤性方面,有出色表现。这种材质还可以完全生物降解,是一种完美的环保型、绿色纤维。

然而,最独特的还是它的记忆功能。通过提高纤维表面的摩擦力,经过处理的形状会一直保留,好似具有了“记忆”功能。形象点来说, 如果你用手揉搓这种面料,会留下褶皱,但抚平后褶皱会消失,恢复原状。因此,记忆纤维能始终“记忆”设计师赋予它的初始形状。定型后的纤维在较低温度下,或者是外力强迫下,可以发生形变,但在对其加热或水洗后即可回复原状。侯赛因·卡拉扬的这场《可变形衣服》时装秀正是通过对温度和湿度的控制来达到时装变形的T 台效果。目前,关于这种形状记忆纤维的探索已经进入到产品用途研究阶段。

网络连接:

1英国某防护服装研究机构,○就利用记忆纤维研制出了一种用于防烫伤的服装。首先,将记忆纤维加工成宝塔式螺旋弹簧状,然后再进一步加工成平面状,固定在服装面料内。当这种服装表面接触高温时,形状记忆纤维的形变被触发,迅速由平面状变化成宝塔状,在两层织物内形成很大的空腔,使高温远离人体的皮肤,从而防止烫伤的发生。

2意大利某纺织品公司开发出智能化衬衣,也对形状记忆纤维有妙用。这种衬衣不 ○

怕起皱,即使揉成乱糟糟的一团,用电吹风一吹就能复原,甚至人的体温也可以自动将其“熨平”。

四.智能衫。

1996年美国海军资助George Tech Reseaech 公司和Sensa Tex 公司研究一种能准确、及时的检测穿着者心律、呼吸、体温和其他生理指标的智能T 恤衫。根据海军的要求,他们将光导纤维和导电纤维织入织物,制成t 恤衫。光导纤维和导电纤维与置于人体某部位的传感器相连,并从中接收数据,传送到一个信用卡大小的特殊接收器中,该接收器置于腰间,可以储存信息,然后显示到移动电话、家庭个人电脑或手腕监测器上,以监视穿着者重要的生命特征,及时发出警报信号。例如,如果战士受伤了,那么在其受伤部位的光导纤维的信号会中断,此信息及一些关键的生命指标会自动的传送到医务人员处,医生根据战士的情况能给予及时救援。智能衫也可用以监护婴儿和老人,监视在危险环境中的工作人员,如救火人员、执法人员等。

由于光导纤维和导电纤维必须保持连续状态下不能中断,因此不能用传统的生产方法,需用无缝织造技术,这是十分重要的。该公司认为智能衫的研究成功是保健监视领域的一大飞跃。目前,正在研究一种新的智能结构,并在每件t 恤衫中都有智能装置,穿着者欲行使某种功能,只需要通过与智能衫对话,信息处理装置就可与他人智能衫中的信息处理装置沟通交流,而且这种新型智能衫是可洗的。


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