智能水凝胶在服饰中创新实践教学和应用探究

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、

2、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

3、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

4、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