"智能"的概念是由生物体而来的,狭义的智能当指高等动物的思维活动和思维能力;广义的智能则是指一切生命体皆具备的对外界刺激的反应能力[1]。所谓"智能纺织品"(intelligent textile),其实就是较普通纺织品具有更多功能的纺织品,它总是或应是能感应外部条件,来改变其性质以适应外界环境,或为消费若提供其它益处,所以又被称为"能独立思考的纺织品"[2]。其智能化来源于织造织物的纤维的智能化或在织物中加入的特殊组分,这些特殊组分可以为电子装置、特殊功能的聚合物或其它的添加剂。
1 智能纺织品的研究方向
1·1 温敏智能纺织品
纤维的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。温敏纤维是通过在纤维中引入温敏化合物而制得,其制备方法主要有五种,即:共聚;交联;共混;复合纺丝和涂层[3]。温敏智能纺织品在纺织服装业具有很大的发展空间,因为无论是对于日常生活中的舒适性,还是在极端环境下的劳动保护都已为人们所关注。此类纺织品有以下儿种:
1·1·1 相变调温纺织品
相变调温纺织品是利用相变材料在环境温度发生变化时,伴随纺织品中所包含的相变物质发生可逆相变,产生吸热或放热,在纺织品周围形成温度基本恒定的微气候,来阻止温度的急剧变化,从而实现温度调节功能。这种吸热和放热过程是自动、可逆和无限次的。如在中空纤维中填入相变材料(PCMs),或利用微胶囊等技术将相变材料包裹其中,来达到蓄热调温的目的[4-6]。由美国outlast公司生产的奥特佳(热敏材料)登月空调纤维,就是一种利用相变材料微胶囊技术开发的新型纤维,能通过不间断的吸收和释放热量来双向调节温度,给人以舒适感[7]。苗晓光等[8]通过采用适宜的相变材料和负离子发射材料,并与以酪蛋白质改性的湿法纺(聚)丙烯脂喷丝液共混,通
用在蓄热调温微胶囊上的相变材料主要是石蜡类烷烃。石蜡具有不同的熔点和结晶点,在相变过程中改变不同烷烃的混合比例,可得到理想的相变温度范围。而且石蜡无毒、不腐蚀,其热性能在长期使用中保持稳定。因此选择石蜡类烷烃做相变材料较普遍[10-11]。除石蜡类烷烃外,马晓光等选用聚乙二醇(PEG)作为相变材料,其晶态相变温度接近自然环境,相变潜热较高,具有较强的蓄热调温能力[12-13]。穿着这种织物制作的服装,当外界温度变化时,由于相变材料的蓄热功能,可抑制衣服内表面温度变化,从而人体感受不到环境温度的变化。冬天穿着会使人体感到温暖,而夏天又会感到凉爽。
1·1·2 温敏变色纺织品