非织造智能材料的应用

1一、智能材料的种类根据材料的来源,智能材料包括金属智能材料、无机非金属系智能材料及高分子系智能材料。金属系智能材料由于其强度比较大、耐热性好且耐腐蚀性能好,常用在航空、航天和原子能工业中作为结构材料。金属材料在使用过程中会产生疲劳龟裂及蠕变变形而损伤,所以期望金属系智能材料不但可以检测自身的损伤,而且可将其抑制,具有自修复功能,从而确保使用过程中的稳定性。目前研究开发的金属系智能材料主要有形状记忆合金和形状记忆复合材料两大类。无机非金属系智能材料的初步智能性是考虑局部可吸收外力以防止材料整体变坏。目前此类智能材料在电流变流体、压电陶瓷、光致变色和电致变色材料等方面发展较快。高分子系智能材料的范围很广泛。作为智能材料的刺激响应性高分子凝胶的研究和开发非常活跃,其次还有智能高分子膜材、智能高分子粘合剂、智能型药物释放体系和智能高分子基复合材料等。二、智能纺织品1、防水透湿纺织品防水透湿纺织品是指水在一定压力下不能渗入织物而人体散发的汗气却能通过织物扩散或传导到外界不在体表和织物间积聚冷凝使人主观感觉不到发闷的一类功能性纺织品。其主要具有防水性和透湿性两大功能。防水透湿纺织品的透湿机理主要有两点;一是微孔质扩散机理;二是亲水集团“吸附一扩散一解吸”传递水蒸气分子机理。目前防水透湿纺织品的加工方法归纳起来主要有3种:超高密结构法、微孔技术法、致密亲水膜技术法。因此防水透湿纺织品可分为防水透湿的高密纺织品、微孔膜防水透湿纺织品、无孔膜防水透湿纺织品和智能型防水透湿纺织品等4类〔但真正可以称为智能纺织品的是智能型防水透湿纺织品代表性产品是日本三菱重工业公司生产的形状记忆聚氨醋及其防水透湿织物Diaplex产品.其防水性能可达20000nnn一40000mm.抗水压达到196.133kPa-392.266kPa透湿气达到SOOOg/(m}24h)一12000g/(m24h)并且其透湿性能可随温度变化进行相应调节实现智能化因此能适合不同条件下穿着从而调节人体服装内的微气候.目前其2主要用于登山服、滑雪服、运动服、救生服等服装中。2、智能抗菌纺织品纺织品经抗菌处理后可以发挥两方面的功能:一是保护使用者二是防止纤维受损。抗菌纺织品主要由两种方法获得用抗菌纤维制成各类织物;用抗菌剂对织物进行后处理目前市场上的抗菌纺织品以后者居多。而抗菌剂的抗菌机理可归纳为:(1)使细菌细胞内的各种代谢酶失活;(2)与细胞内的蛋白酶发生化学反应;(3)抑制袍子生成阻断细菌DNA的合成;(4)加快磷酸氧化还原体系打乱细胞正常的生长体系(5)破坏细胞内的能量释放体系(6)阻碍电子转移系统及氨基酸转醋的生成。智能抗菌纺织品是一种对细菌具有选择性控制功能的纺织品，不管是在轻微活动还是剧烈活动条件下，都能使皮肤表面的某些微生物的生长和繁殖维持在正常水平.目前被广泛用于毛巾、内衣、床单以及儿童的布玩具等用品中。智能抗菌纺织品的加工方法有共混纺丝法、复合纺丝法、接枝改性法、离子交换法、湿纺法以及后整理法等主要是基于智能凝胶纤维开发的如将湿纺中的凝胶态纤维浸入抗菌剂溶液中，使溶液封入织物内部从而具有抗菌作用。但智能抗菌纺织品的耐久性能一般不好经过洗涤后织物的抗菌性能会下降甚至消失目前市场上此类产品的洗涤次数通常在30次左右。3、电子智能纺织品电子智能纺织品是基于电子技术将传感、通信、人工智能等高科技手段应用于纺织技术上而开发出的新型纺织品。电子元件的加入为纺织品提供了新的解决途径，同时也带来了新的安全隐患和加工难题因此与其他纺织品不同.针对电子智能纺织品的研究已形成一套独立的理论和实践体系。在电子智能纺织品的研发过程中需要融合多学科知识，并注重科技与时尚的交融关于电子智能纺织品的研究较其他纺织品而言相对较晚.但近些年已成为纺织服装领域的研究热点并被当作未来的研究方向之一目前在电子智能纺织品的开发中传感装置是常用的元素其运用使纺织品具有感知外界环境和人体内部状态的功能.同时光导纤维以及导电纤维等材料的运用.使纺织品更趋模拟生命系统江南大学服装安全设计中心近些年运用传感装置开发出了一系列安全性服装如交通安全类、医疗安全类等在安全性童装的研究中尤为突出。3三、非织造智能产品1、印刷外科口罩印刷外科口罩使用的热变色油墨，实际是用于反应佩戴者的呼吸温度上升。经亲水性后整理处理的纺粘非织造材料，在非织造医疗产品中的应用可以提供如抗静电材料那样的导电性能。此外，这种口罩还将有能力从传感器中获取能量，并传送电子信号，从而提供额外的功能，即智能地对外部刺激作出积极的反应。2、碳纤维形状记忆聚合物碳纤维作为原料制成的形状记忆聚合物已经被用于各种生物医学的应用及对温度敏感聚合物的开发，包括在人类及动物体内植入的心血管支架，从而使微创植入通过小切口或自然开口进行，而该支架会重塑自身以适应所需的身体环境。此外，这种聚合物还有一个额外的功能，就是可生物降解。3、智能手术袍和窗帘用于保护医护人员，医生和病人都可通过这类产品预防传播、感染病毒。非织造可以从成型技术和后整理工艺上实现智能。随着新型纤维原料和功能性整理剂的不断出现，先进的智能非织造成型技术和后整理工艺又为提供新型的智能性纤维结构材料提供了可靠的技术保障。新型纤维原料：在非织造材料的选用中，选用具有特殊功能的智能材料来进行生产加工，或者在纤维的生产中加入所需的功能助剂或者功能纤维。后整理工艺：在生产出来的非织造产品进行后整理，整理上所需要的功能。