形狀記憶紡織品

2021-01-15 紡織導報

智能形狀記憶紡織材料是指在一定條件（應力、溫度等）下發生塑性變形後，在特定條件刺激下能恢復初始形狀的一類材料。其原始形狀可設計成直線、波浪、螺旋或其他形狀，主要可分為形狀記憶合金纖維、形狀記憶聚合物纖維和經整理劑加工的形狀記憶功能纖維三類。形狀記憶合金纖維具有手感硬、回復力大的特點，可被用作紗芯與其他各種纖維紡出具有形狀記憶效果的花式紗，並織成功能織物。形狀記憶聚合物有聚氨酯、聚內酯、含氟高聚物和聚降冰片烯等多種品種，其中形狀記憶聚氨酯由於具有易激發、形變量大、質量輕、成本低等優良特性而被廣泛開發應用。形狀記憶聚合物纖維具有眾多優點，如手感較形狀記憶合金纖維柔軟、易成形且具有較好的形狀穩定性、機械性質可調節範圍較大、應變可達300% 甚至更大等，因此其在紡織品上具有較為廣闊的應用前景。未來，形狀記憶紡織品的主要發展方向為綠色環保材料的設計、高記憶性產品的研發以及產品的批量化生產。


抗皺、排汗透氣型形狀記憶紡織品


國外對形狀記憶紡織品的研究起步較早，市場應用範圍大、整體技術水平高、數據源豐富、智能化程度高。目前，在日本、美國、英國、義大利、荷蘭等地有關形狀記憶纖維的研究已取得了很大的進展。例如，義大利Corpo Nove 公司通過在面料裡加入鎳、鈦和錦綸設計出一款具有「形狀記憶功能」的「懶人襯衫」，當外界氣溫偏高時，襯衫的袖子會在幾秒內自動從手腕卷到肘部，當溫度降低時，袖子能自動復原；英國紡織機構在研製防燙傷服裝時，實現對形狀記憶合金類智能紡織品的成功實踐，其將鎳鈦合金纖維進行加工並固定在服裝內部，一旦接觸高溫形狀記憶纖維就會被激發，達到防燙傷的目的；日本三菱重工的一個子公司開發出了一種具有形狀記憶功能的聚氨酯類新材料Diaplex，這種膜與外衣面料層壓複合，不僅表現出高拒水性，而且通過對熱量釋放的控制，可對穿著者新陳代謝釋放的熱量進行智能性響應，適用於製造具有形狀記憶且能在環境溫度較高時產生散熱和水氣通道的多功能智能服裝，目前已有此種材料的商業化產品，如智能運動服、登山服等。


形狀記憶合金類智能紡織品在防燙傷服裝中的應用


國內一些企業或研究機構在智能形狀記憶紡織材料研發和應用方面也取得了較大的進展。如天津工業大學利用後整理技術對纖維進行處理，設計出了熱致感應型形狀記憶纖維；香港理工大學形狀記憶研究中心發明了纖維素基形狀記憶紡織品，並深入研究了智能形狀記憶纖維的組成、結構對形狀記憶溫度、恢復力和記憶效果的影響，在溫敏形狀記憶聚合物、形狀記憶面膜等方面的研究發揮了重要的作用。與國外企業相比，國內在形狀記憶紡織材料方面研究雖然較多，但大多處於試驗階段，用料單一，整體創新度不夠，且大多為跟蹤研究，許多新的品種尚在開發中，尚未實現規模化工業生產。


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