智能水凝胶在服饰中创新实践教学和应用探究

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1、智能水凝胶在服饰中创新实践教学和应用探究【摘要】智能水凝胶是一类对外界环境微小的物理和化学刺激，如温度、压力、pH值、光、电场、离子强度、化学物质等能产生敏感响应的交联聚合物。本文重点阐述智能水凝胶在服饰中的实践教学与应用研究，增强服饰的功能性，创造市场价值。【关键词】智能水凝胶；服饰；应用；研究；环境响应1.智能水凝胶概述随着社会发展的不断进步及人们生活水平的逐渐提高，人们对服饰的要求也不仅仅局限于遮体、保暖、美观性的要求，更希望纺织品更具功能性和智能性。因此，智能纺织品应运而生。它基于仿生学概念，模

2、拟生命系统，对环境或环境因素的刺激有感知并能做出响应，同时保留了纺织材料、纺织品的风格和技术性能。称之为“智能”，是因为它具有思考甚至有恢复原始状态的记忆功能。本次研究主要研究智能水凝胶在服饰中的应用与研究，是服饰更具功能性及智能性。智能水凝胶具有感知环境细微变化并通过体积的溶胀和收缩来响应外界刺激的功能。智能水凝胶包括单一响应智能水凝胶和多重响应智能水凝胶。单一响应智能水凝胶包括温度敏感型、pH敏感型、电场敏感型、光敏感型、离子敏感型、及压力敏感型。智能高分子水凝胶是一种能够在水中溶胀、吸收并保持大量

3、水分而又不溶解于水的亲水性网状高分子溶胀体，表面光滑且生物相容性好。它是由高分子的三维交联网络结构和介质共同组成的多元体系，交联网络上分布着大量的亲水性基团（如酰胺基）或可解离性基团（如竣基竣酸盐）。智能高分子水凝胶在溶胀状态有过于柔软、难以定形、机械强度较低、基本丧失了支撑其自身特点的能力。通过接枝改性的方法将高分子水凝胶引入智能服饰的开发设计中，利用湿法纺丝法将智能水凝胶材料与化纤共纺或者采用涂布的方法将智能水凝胶涂在纺织品表面。这种复合结构不仅弥补了凝胶材料力学强度低的缺陷，而且使纤维或织物在原有

4、物理机械性能保持基本不变的情况下，可以获得凝胶聚合物的吸湿透湿、抗压保液、安全防护等优异性能。凝胶材料在吸水后体积增大，脱水后体积变小。利用这一特点将凝胶接枝聚合在织物上，并在聚合过程中添加成孔剂形成一层多孔性凝胶薄膜，将其与内外层服装面料层压复合制成纺织品，可以使纺织品具有干燥时透湿，遇水后防水的特性。在干燥状态下•接枝凝胶层收缩•织物上大量的空隙可保证人体蒸发出的汗气透过：当浸入水中时•接枝凝胶层迅速溶胀，将孔隙封闭，从而具备了良好的防水或抗浸性能，使防水”与"透湿”两种性能在不同的环境状态下分别得

5、以相应的满足。1.1温度敏感型智能水凝胶温敏性水凝胶的吸水量在某一温度（即相转变温度）有突发性变化，有低温收缩型和高温收缩型2种类型，另外一类凝胶随着外界温度的变化颜色发生变化。聚（N,N.二甲基丙烯酰胺-c-丙烯酰胺-c-甲基丙烯酸丁酯）与聚丙烯酸形成的互穿网络结构的水凝胶属低温收缩型，聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm）凝胶则是典型的高温收缩水凝胶，近年来与之相关的研究已有很多。PNIPAAm水凝胶同时具有亲水性和疏水性结构，相转变温度大约为32°C.与人体温度接近。且其溶胀一退溶胀变化显著。

6、这种热敏特性的机理是凝胶体系中存在着一定的疏水和亲水基团，它们和水在分子内和分子间会产生相互作用。