以纤维为基体的化学、物理改性法
该方法主要用于磁性木质纤维素纤维的制备。因为木材纤维有胞腔、胞腔间的壁上又有通道,所以可通过物理方法将磁粉微粒填入木材纤维的脑腔中制成磁性纤维,用于制造磁性纸等。将超细磁性微粒悬浮在水介质中,加入木材纤维后剧烈搅拌,使磁性物质微粒填充入木材纤维脑腔。再充分水洗除去纤维表面的磁性物质,然后干燥。这样制得的磁性纤维其表面很清洁,纤维强力损失少,可用它制成磁性纸。
1·1·3　表面涂层法
该方法是将磁性物质涂布在各种纤维表面制成磁性纤维。例如用表面沉积涂布法制成磁性钛酸钾纤维。具体做法是将亚铁盐水溶液与碱溶液在适当条件下先后加入钛酸钾纤维分散在水介质的体系中,经水解和空气氧化,生成的磁性氧化铁沉积在纤维表面,制得暗褐色磁性钛酸钾纤维,可用于制造磁性复合材料。
1·1·4　定位合成法
利用某些纤维中可进行阳离子交换的基团,使亚铁离子与其发生交换,然后再经过水解和氧化,转化为具磁性的三氧化二铝或四氧化三铁(统称铁氧体)而沉积在纤维的无定形区中。所生成的磁性物质(微粒)在纤维中所处位置受制于原来纤维中进行阳离子交换基团的位置,故而称为定位合成法,由于磁性微粒是在空间很小的无定形区中形成,其尺寸通常很小。由于生成的铁氧体的尺寸小故能表现出超顺磁性。如果基体纤维无阳离子交换基因,则可以借助化学纤维的改性方法,先将阳离于交换基团引入基体纤维,再用合成定位法。
1·2　磁疗功能保健织物的作用原理
磁性纤维是一种新型功能纤维材料,是一种纤维状的磁性材料。磁性纤维制品的磁性强度一般用磁通量来表示,单位为毫韦伯(mwb),通常采用平均值来表示。磁性大小的原因是磁性微粒n极和s极在纤维内磁极的无序排列和在织造过程中纤维的交织导致n、s极的重叠和减小,磁通量大小不一致。某一部分磁性叠加增强,另一部分减小

削弱,另外磁力线网膜疏密还随衣着的平展和折皱而变化,这些动态的变化引起磁性大小的改变正好起到交变的理疗刺激。测试表明,如磁性保健袜的磁力线能穿透3 cm的绝缘体,磁通量仅衰减1/2,穿透人体肌肤深度则大于1 cm[2]。
在磁性纤维中均匀排列着含有永久磁铁的微粒材料,这些磁微粒产生的磁力线由n极到s极构成磁性回路,所以织物表面存在着具有n、s极的磁场。紧靠织物纤维边缘无数磁性微粒产生的许多n、s磁回路及发射出去的磁力线,交织成一层看不见的立体磁力线网。这种网膜能对贴近的肌肤进行全方位的立体刺激和按摩,使肌肤表面处于微运动状态,激活细胞代谢能力,促进身体微循环。与肌肤穴位紧贴的磁微粒,发出的磁力线可以穿透人体的某些穴位。人体在磁场作用下,通过神经体液系统,发生电荷、电位、分子结构、生化性能和生理功能方面的变化,从而提高机体的调整能力和抗病能力,有利于病理过程向正常方向转化,促使疾病好转或痊愈。
2　影响磁疗功能保健织物磁感应强度的因素
2·1　磁粉含量
磁粉含量是磁性纤维的磁感应强度大小的很重要的决定因素。磁性纤维的磁感应强度随着纤维中磁粉含量的增大而增大。在磁性纤维中,聚合物的作用是粘结磁粉,且使其粘结体具有必要的流动性,以保证它能够被纺制成丝。但从磁性能的角度出发,聚合物被看作磁性体中的“杂质”,它的含量增多,将导致磁性纤维的磁性能降低。因此,尽量提高磁粉含量,降低聚合物含量,将有效提高磁性纤维的磁性能。但磁粉含量不能过高,因为磁粉本身为刚性粒子,不易变形,加到聚合物中增大了体系的内部摩擦力和流动阻力及复合材料的模量,导致熔体粘度上升,从而使熔体流动性能变差。因此在保证材料必要的流动性能及机械力学性能情况下,尽可能地提高磁粉含量,从而得到磁性能较理想的纤维[3]。
2·2　纤维厚度
在对纺成的纤维充磁过程中,发现纤维的厚

度对磁性纤维的磁感应强度影响很大。磁性纤维的磁感应强度随着样品厚度的增加而增加,且变化曲线为一条直线。可以把多层的纤维看作是多个单层样品的复合,在同一个磁场中被磁化时,各单层样品获得的磁感应强度方向一致,大小基本相同。根据磁场叠加原理,多层纤维的磁感应强度为各单层样品磁感应强度之和。可以利用磁性纤维磁感应强度随样品纤维厚度呈线型增加的特性,加工制作较厚的织物,从而得到磁感应强度更高的制品,在各个领域尤其是对人体的医疗保健方面加以利用。
2·3　充磁时间
大量实验表明,磁性纤维经很短时间的充磁就可以获得较理想的效果,之后随着充磁时间的延长,磁感应强度则略微增长。在磁性纤维的芯料中由于含有高含量磁粉,在熔纺过程中,磁粉在聚合物中分散不均,从而产生磁粉的堆积。对于已规则取向的磁性粒子来说,瞬间便可着磁,与充磁时间的长短没有关系。而聚合物中分散不均匀而堆砌的磁粉在磁场作用下,经一定时间取向排列而使纤维的磁感应强度有所增长,而被聚合物包覆的磁粉粒子,由于受到聚合物的粘滞阻力较大,在磁场作用下不能扭转取向,故对纤维的磁感应强度贡献较少。所以适当地延长充磁时间,会使纤维的磁性有所提高,但并不能无限制地、显著地提高纤维的磁感应强度。
2·4　拉伸作用
由于卷绕成型的初生纤维结构为无序状态,物理机械性能较低,必须经拉伸、热定型等后处理工序的处理,才具有使用价值。为了研究磁性纤维的磁感应强度随着纤维拉伸的变化情况,在相同条件下对纤维样品做了充磁实验。实验表明磁性纤维的磁感应强度随着纤维拉伸倍数的提高而下降。产生这种现象的主要原因有以下三方面:(1)随着纤维拉伸倍数的提高,纤维越来越细,纤度越来越低,这导致纤维中磁粉的堆积度不断下降,从而使纤维的磁感应强度降低。(2)聚合物的大分子和磁粉在一定的助剂作用下熔融混合时,高分子长链和磁粉粘结缠绕,形成空间微弱网状复合结构体

系。这时磁粉会有一定的堆积,有利于磁感应强度的提高,而纤维被拉伸后,高分子长链由卷绕状态伸长成一连续的直链,被其粘结的磁粉粒子也随之分散开来,并且由于磁粉原来的分布不匀而在拉伸后产生不连续的现象,这种现象会导致纤维磁感应强度下降。(3)纤维拉伸后,无定型区减少而结晶增加,导致磁粉与聚合物间的作用增强,这会使磁粉粒子在外加磁场作用下的取向更困难,从而使纤维的磁感应强度下降。
为了得到磁性能较高的纤维,在保证纤维必要的物理机械性能的前提条件下,应尽量降低后拉伸倍数。
2·5　温度
温度变化对高聚物分子运动的影响非常显著。温度升高,一方面运动单元热运动能量提高,另一方面由于体积膨胀,分子间距增加,运动单元活动空间增大。对纤维进行热处理,使纤维中的聚合物处于高弹态或粘流态再充磁,粒子取向增强,这样充磁效果也肯定优于常温充磁的效果。实验表明:经高温热处理的纤维的磁感应强度比常温下充磁的纤维的磁感应强度明显提高。同时,高聚物受热体积膨胀,分子间距增大,为磁粉粒子提供了更大的运动空间,也有利于粒子取向。故高温充磁效果优于常温下充磁。
3·磁疗功能保健纺织品的开发现状
磁性纤维是新开发的一种新型功能纤维,经医学实验证明,磁性纤维对改善人体血流动力学方面有明显的效果。最早开发磁性纺织品是以织物作为磁粉、磁粒、磁片等磁性材料的载体,把它们缝缀在织物上。后来采用了含有磁粉的树脂对织物进行涂层的方法。此外,在工业及其他领域也会有广泛的用途,其制品可在电磁转换、屏蔽、防护、医疗和生物技术等诸多方面加以应用。因此磁性功能保健纺织品必将有很好的应用前景[3-6]。
目前磁疗功能纺织品主要在家纺产品中应用比较广泛,例如床上用品、内衣裤、袜子、手套、护膝、腰带等,而具有磁疗功能的保健服饰已受到社会的重视。
4·存在问题和发展方向
随着国内外科研机构及企业在磁疗功能性

纤维材料上研究与应用技术的日趋成熟,这些新技术被大量应用于产品的研发制造之中,磁性功能纺织品必将发展成为世界各国人们日常生活中必不可少的产品。但磁性功能纺织品还存在不完善的地方和亟待解决的问题,例如在对产品磁通量的测量上,还未形成统一的评价方法与标准,同一产品利用不同的测量方法得出不同的磁通量,导致企业内部出现一定程度的混乱现象;又如,还有磁性材料在纤维及面料中的分散的不均匀性和磁疗功能保健纺织产品的品种较少等。为促进磁疗功能保健纺织品的快速发展,笔者认为有必要从以下几个方面寻求突破。
(1)建立标准的测试方法和评价机制,使检测向规范化方向发展。
(2)磁疗功能保健纺织品材料进一步发展。具体有以下途径:①采用纳米技术的磁性材料的研究;②进一步提升磁性粉体材料技术;③其他新型材料在磁疗功能保健纺织品中的应用。
(3)磁疗功能保健纺织品的进一步人性化。比如进一步增加磁性功能纺织品的美观、舒适度;开发一些宜于携带的旅游类磁性功能纺织品;推出一些高雅、华贵的磁性功能纺织产品等。