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  • 具有广阔市场应用潜力的形状记忆科技智能纤维
  • 更新时间:2007-4-18 10:28:47
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    进入二十一世纪,高科技材料的发展日新月异,具有记忆功能的智能纤维,将我们的生活带入了梦幻般的奇妙世界。你能想象一下吗?当你一人孤独的旅行时,身上的衣服能够发出动听的音乐,伴你愉悦前行不再寂寞;当你不慎遭遇险情时,身上的衣服会发出救援信号,帮你尽快逃离危险;当你驾驶汽车时,驾驶位上的坐垫会根据你的坐姿,自动调节成贴合身体的曲线形状,使你舒适行驶减轻疲劳。还有许多……,这些都是具有记忆功能的“聪明衣服”,为我们的生活带来乐趣和便利。

      其实具有形状记忆功能的纤维,它是智能材料的一个重要分支。用智能材料制成的纺织品具有对外界刺激感知和反应的能力。从广义讲,能够被“记忆”的特性很多,如形状、热能、光、电、磁、化学特性等。

      迄今为止,具有形状记忆的材料有记忆合金、陶瓷、高聚物、凝胶等。形状记忆材料具有记忆、响应、回复、抗震及适应性等优良特性。形状记忆效应,则是指通过热、化学、机械、光、磁、电等外界刺激,触发材料响应,从而改变材料的形状、位置、应变、硬度、频率、抗震、摩擦等动态或静态技术参数。这些形状记忆材料可以制成薄膜、纤维、丝线、颗粒等品种形式,也可以与其他材料结合制成复合材料。因而其发展也越来越受到重视。

      目前国内外纺织企业推出的各种形状记忆纤维:有高分子材料纤维、镍钛合金纤维等。高分子材料形状记忆纤维,其原理就是运用现代高分子物理学和高分子合成改性技术,对通用高分子材料进行分子组合和改性。如对聚乙烯、聚酯、聚异戊二烯、聚氨酯等高分子材料进行分子组合及分子结构调整,使它们同时具备塑料和橡胶的共性,在常温范围内具有塑料的性质,即硬性、形状稳定恢复性,同时在一定温度(所谓记忆温度)下具有橡胶的特性,主要表现为材料的可变形性和形状恢复性,也就是材料的记忆功能,即“记忆初始态———固定变形———恢复起始态”的循环。

      将形状记忆纤维运用到织物上做成服装,服装就具有了某种记忆功能而变得智能化。下面举几个实例说明:

      英国防护服装研究机构,研制出了一种用于防烫伤的服装,就是应用了形状记忆钛镍合金纤维。首先将形状记忆钛镍合金纤维加工成宝塔式螺旋弹簧状,然后再进一步加工成平面状,最后固定在服装面料内。当这种服装表面接触高温时,形状记忆纤维的形变被触发,纤维迅速由平面状变化成宝塔状,在两层织物内形成很大的空腔,使高温远离人体的皮肤,从而防止烫伤的发生。这种服装在消防救火方面大有用武之地。

      意大利一家纺织品公司,开发的智能化衬衣,是利用形状记忆钛镍合金纤维与合成纤维锦纶交织的方法。其织物纱线的设计比例为:五根锦纶丝配一根形状记忆钛镍合金丝。当你所处的周围环境温度升高时,这种智能衬衣的袖子会自动卷起。而且这种衬衣还不怕起皱,即使揉成乱糟糟的一团,用电吹风一吹,马上就能复原,甚至于人的体温也可以自动将其“熨平”。

      形状记忆纤维不仅可用于加工智能服装,也可应用在医学领域。比如将形状记忆温度设置在人体体温附近,那么用这种纤维制成的丝线,就可作为手术缝合线或医疗植入物。由于该材料具有记忆功能,它能以一个松散线团的形式切入伤口,当其被加热到体温时,材料“记忆”起事先设计好的形状和大小,便会收缩拉紧伤口,待伤口愈合好后,材料自行分解,然后无害地为人体所吸收。

      形状记忆纤维作为新出现的高科技智能材料,在服装、建筑、医学、军事等方面都有很大的应用潜力。但是就目前现状而言,在技术方面还有很多需要进一步完善解决的问题,所以智能纤维还没有形成产业化生产。 相信随着时间的推移和科技的进步,以及广大科技工作者的不懈努力,形状记忆纤维的批量化生产亦将成为可能,因此智能纤维的应用领域广泛,前景光明。

      来源:纺织服装周刊  20074.13

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