智能水凝膠在服飾中創(chuàng)新實踐教學(xué)和應(yīng)用探究

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1、智能水凝膠在服飾中創(chuàng)新實踐教學(xué)和應(yīng)用探究【摘要】智能水凝膠是一類對外界環(huán)境微小的物理和化學(xué)刺激，如溫度、壓力、pH值、光、電場、離子強度、化學(xué)物質(zhì)等能產(chǎn)生敏感響應(yīng)的交聯(lián)聚合物。本文重點闡述智能水凝膠在服飾中的實踐教學(xué)與應(yīng)用研究，增強服飾的功能性，創(chuàng)造市場價值?！娟P(guān)鍵詞】智能水凝膠；服飾；應(yīng)用；研究；環(huán)境響應(yīng)1.智能水凝膠概述隨著社會發(fā)展的不斷進步及人們生活水平的逐漸提高，人們對服飾的要求也不僅僅局限于遮體、保暖、美觀性的要求，更希望紡織品更具功能性和智能性。因此，智能紡織品應(yīng)運而生。它基于仿生學(xué)概念，模

2、擬生命系統(tǒng)，對環(huán)境或環(huán)境因素的刺激有感知并能做出響應(yīng)，同時保留了紡織材料、紡織品的風(fēng)格和技術(shù)性能。稱之為“智能”，是因為它具有思考甚至有恢復(fù)原始狀態(tài)的記憶功能。本次研究主要研究智能水凝膠在服飾中的應(yīng)用與研究，是服飾更具功能性及智能性。智能水凝膠具有感知環(huán)境細微變化并通過體積的溶脹和收縮來響應(yīng)外界刺激的功能。智能水凝膠包括單一響應(yīng)智能水凝膠和多重響應(yīng)智能水凝膠。單一響應(yīng)智能水凝膠包括溫度敏感型、pH敏感型、電場敏感型、光敏感型、離子敏感型、及壓力敏感型。智能高分子水凝膠是一種能夠在水中溶脹、吸收并保持大量

3、水分而又不溶解于水的親水性網(wǎng)狀高分子溶脹體，表面光滑且生物相容性好。它是由高分子的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和介質(zhì)共同組成的多元體系，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上分布著大量的親水性基團（如酰胺基）或可解離性基團（如竣基竣酸鹽）。智能高分子水凝膠在溶脹狀態(tài)有過于柔軟、難以定形、機械強度較低、基本喪失了支撐其自身特點的能力。通過接枝改性的方法將高分子水凝膠引入智能服飾的開發(fā)設(shè)計中，利用濕法紡絲法將智能水凝膠材料與化纖共紡或者采用涂布的方法將智能水凝膠涂在紡織品表面。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)不僅彌補了凝膠材料力學(xué)強度低的缺陷，而且使纖維或織物在原有

4、物理機械性能保持基本不變的情況下，可以獲得凝膠聚合物的吸濕透濕、抗壓保液、安全防護等優(yōu)異性能。凝膠材料在吸水后體積增大，脫水后體積變小。利用這一特點將凝膠接枝聚合在織物上，并在聚合過程中添加成孔劑形成一層多孔性凝膠薄膜，將其與內(nèi)外層服裝面料層壓復(fù)合制成紡織品，可以使紡織品具有干燥時透濕，遇水后防水的特性。在干燥狀態(tài)下?接枝凝膠層收縮?織物上大量的空隙可保證人體蒸發(fā)出的汗氣透過：當(dāng)浸入水中時?接枝凝膠層迅速溶脹，將孔隙封閉，從而具備了良好的防水或抗浸性能，使防水”與"透濕”兩種性能在不同的環(huán)境狀態(tài)下分別得

5、以相應(yīng)的滿足。1.1溫度敏感型智能水凝膠溫敏性水凝膠的吸水量在某一溫度（即相轉(zhuǎn)變溫度）有突發(fā)性變化，有低溫收縮型和高溫收縮型2種類型，另外一類凝膠隨著外界溫度的變化顏色發(fā)生變化。聚（N,N.二甲基丙烯酰胺-c-丙烯酰胺-c-甲基丙烯酸丁酯）與聚丙烯酸形成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水凝膠屬低溫收縮型，聚（N-異丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm）凝膠則是典型的高溫收縮水凝膠，近年來與之相關(guān)的研究已有很多。PNIPAAm水凝膠同時具有親水性和疏水性結(jié)構(gòu)，相轉(zhuǎn)變溫度大約為32°C.與人體溫度接近。且其溶脹一退溶脹變化顯著。

6、這種熱敏特性的機理是凝膠體系中存在著一定的疏水和親水基團，它們和水在分子內(nèi)和分子間會產(chǎn)生相互作用。