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形状记忆材料在纺织工业中的应用

来源:中国棉纺织协会 发布时间:2016年08月19日
  形状记忆材料是指具有形状记忆效应、高恢复形变、良好的抗震和适应性等性能,并且易于加工成纤维及纱线形式的一类材料。形状记忆材料感知并响应环境的变化(如温度、力、电磁和溶剂等),对自身力学参数(如形状、位置及应变等)进行调整,从而恢复到其预先设定的状态。形状记忆材料在纺织工业中主要应用于免烫、绝缘、保暖、透湿、透气以及抗冲击等功能性领域和美学方面。随着形状记忆材料在纺织工业中的应用越来越多,逐渐演化形成了形状记忆纤维、纱线和织物等多种形式的形状记忆纺织品系列。主要应用有形状记忆合金和形状记忆聚合物。

  1、形状记忆合金

  目前已有多种合金可产生形状记忆效果,如镍钛铜合金及铜锌铝合金等。主要应用的是镍钛合金纤维。形状记忆金属丝可与不同纤维组合,通过不同的工艺生产出各种纱线。主要产品为单丝纱和各种包缠纱,纺纱时主要作为纱芯。并且,能够设计出各种艺术效果,如雪尼尔线、螺旋花式纱、竹节纱、粗松螺旋花线以及花圈线等。

  动感是形状记忆效应的基本特征。光折射与动感相结合的构想促使产生视幻艺术效应的纱线。精致与粗犷的变化、色彩的深浅变化、表面粗糙与光滑的配合以及捻度的变化都可增强形状记忆的效果。某些花式纱的形状记忆特征隐藏于其结构中。当纱线受激发而打开结构,特征即显现出来。

  纱线的形状记忆特征为在不同温度条件下有不同的形状特征,如常温下形状记忆纱芯为直线。当温度上升到转换温度以上时,由于纱芯回复到原始螺旋形状而使纱线变成明显的螺旋状。在服装工业中记忆合金最早被用在文胸内起托垫保形作用这种托垫在冷水中可任意洗涤,而带在身上因体温作用而回复原状。同时仍有很强的弹性。与传统纱线不同,金属丝仅仅在相当大的压力下才表现出弹性。由于缺乏延展性以及针织织造时纱线易于变形,不可能编织较复杂的结构。因此,考虑采用最适当的方式将金属丝局部加人针织结构中。

  利用针织物上不同位置所采用的形状记忆材料受激发时响应速率的不同而使织物具有环绕人体移动的视觉效果;将织物设计成双重颜色或质地。形状记忆效果被激发时引起结构打开,展现出里面一层的颜色或质地,而闭合时则显现出表面一层的颜色和质地;另外,将形状记忆织物的三维效果运用于服装设计,将具有形状记忆性能的织物应用于服装的局部,产生新的服装表现形式。在橱窗中即使没有人体模特穿着,也有动感效果。展现出从静态向动态的多维形态变化形式。

  2、形状记忆聚合物

  形状记忆聚合物织物包括形状记忆聚合物纯纺织物、形状记忆纤维纯纺纱与天然纤维纱或其他合成纤维纱的交织物以及形状记忆纤维与天然纤维或其他合成纤维的混纺纱织物。织物的形状记忆能力与纱线的结构密切相关,织物形变能力的大小与形状记忆聚合物纤维混合的比例成正比。纯纺织物的形状记忆能力明显高于混纺织物和交织物。纯纺织物的形状记忆能力取决于纱线的线密度和织物结构。混纺织物的形状记忆功能随纱线中形状记忆纤维的增加而增强。

  形状记忆聚合物织物在纺织上可用于制作衬衣、内衣、外套、家用装饰织物等。尤其可满足衬衣的领口、袖口等形状保持要求,上衣的肘部和裤子膝盖部位起拱后形状回复要,内衣的贴身、弹性与舒适性要求,牛仔布的定形与弹性要求.针织物的形状稳定性要求等。

  目前,对形状记忆材料的研究尚处于初级阶段。在纺织行业的应用将会为纺织工业的发展带来一场新的革命。利用其生产的具有形状记忆功能的面料也将为消费者带来更大的方便和惊喜。随着研究的不断深入,相信在不久的将来形状记忆材料在纺织行业中的应用将会更加成熟。

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