盘点：纺织行业流行的智能纺织品

什么是智能纺织品？

智能纺织品可广泛指纤维、布料及成衣对外界刺激如温度、湿度、光线、压力、电子磁场等因素，有感知并做出反应。

根据不同的反应，可被分为被动智能型纺织品、主动智能型纺织品、非常智能型纺织品 三种。

被动智能型纺织品—对外界的刺激仅可做到感知。以隔热外套为例，不论外间的温度是炎热还是寒冷，此类衣物只可保持它的“保暖”功能不变。

主动智能型纺织品—对外界的刺激不仅可做到感知，还能做到回应。形状记忆类纺织品就是最好的例子。

非常智能型纺织品—对外界的刺激不仅可做到感知及回应，还能自动调节以适应外界的刺激。

一、智能温控纺织品

相变材料是一类在一定温度范围内可以依靠自身可逆相变从环境中吸收或释放潜在热量的物质。利用相变材料的这一特性，可以开发出具有智能控温和保健性能的调温纺织品。

这类智能纺织品能够根据外界环境温度的变化在一定的温度范围内自由调节纺织品内部温度。即当外界环境温度升高时，相变材料吸热熔融、储存热量；当外界温度下降时。相变材料放热冷凝，释放热量，使纺织品内部温度保持相对稳定。它的这一特性使其具有广泛的应用价值。

1.保温纺织品

日被德山都和尤尼吉卡公司联合研制的产热纺织品“Solarµtype”，其主要是吸收太阳能来实现保温。

日本帝人公司利用某些醌系有机染料所具有的吸收近红外线功能，将该涂料涂覆于纤维表面后，就得到了具有近红外线吸收功能的纺织品。

2.凉爽纺织品

美国杜邦公司的“Coolmax”产品，具有四管道的纤维及纤维之间形成最大的空间，保证皮肤表面的湿气和热量快速的传导至纤维外层。

日本可乐丽公司开发的“Esmo”纤维，具有良好的紫外线反射功能，对可见光和近红外线吸收率较低，在阳光下其织物内部温度与常规织物低2-4℃。

3.自动调温纺织品

自动调温纺织品拥有双向调温功能，它可根据环境温度的转变而吸收或释放热能。当气温上升时，可从四周吸收热量；而当气温下降，可释放热量，令穿着者可维持在舒适的温度中。

目前利用最普遍的的智能调温材料是相变材料PCMs (Phase Change Materials)。

相变材料主要包括无机PCMs、有机PCMs和复合PCMs三类。其中，无机类PCMs主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCMs主要包括石蜡、醋酸和其他有机物；

近几年在欧美市场上出现的Outlast纤维就是代表性产品之一，其技术的关键就是将微胶囊包裹的PCM(聚乙二醇）置于纤维内部，通过纺丝或者后整理的方法来实现自动调温。

国际国内温控纺织品的检验检测方法？

保暖性：JIS L1018 A法，JIS L1096 A法，

GB/T 11048方法A, BS5335-1

光吸收保温性：JSIF A 036

凉感：Boken方法(接触冷温感评估值q-max)

二、形状记忆纺织品

形状记忆纺织品是一种将具有形状记忆功能的材料通过织造或整理的方式引入到纺织品中。在温度，机械力、光、pH值等外界条件下，具有形状记忆、高形变恢复、良好的抗震和适应性等优异性能的纺织品。

1、形状记忆合金类纺织品

形状记忆合金有金镉合金、铜铝镍合金、铜锌合金、铜锡合金等。

它们都具有一定的转变温度，在转变温度以上，金属晶体结构是稳定的；在转变温度以下，晶体处于不稳定状态，当温度处于转变温度以上时，晶体则又会回到稳定结构状态时的形状。

英国纺织机构研制的防烫伤服装中，镍钛合金纤维先被加工成宝塔式螺旋弹簧状，再进一步加工成平面状，然后固定在服装内部。接触高温时形状记忆纤维的形变被激发，纤维迅速由平面变成宝塔状。

2、形状记忆高聚物类纺织品

棉织物形状记忆整理主要有：树脂整理、多元羧酸免烫整理、聚氨酯涂层整理、超柔软桃皮整理、液氨整理等。

真丝绸形状记忆整理主要有：树脂整理、三甘醇缩水甘油醚整理等

毛织物形状记忆整理主要有：“机可洗”整理、“洗可穿”整理等

3、形状记忆水凝胶类纺织品

水凝胶是一种智能材料，它的一个重要特性是在一定的环境刺激条件下会发生体积的相变，即当外界环境条件连续变化时，凝胶体积产生不连续的变化。

目前在研究的智能型抗浸服其抗浸机理是：一旦落水，抗浸服中的水凝胶吸水溶胀，将织物中透水导湿的通道封闭，阻止水进入服装；浸湿的服装晾干后，水凝胶脱水，又恢复到原状。

目前已有一些研究机构根据此思路开发出产品，如Daedalus采用含有丙烯酸系聚合物的纤维设计开发了一种海上工作人员穿戴的制服。

国际国内形状记忆纺织品的检验检测方法？

外观平挺度：ISO 7768; GB/T 13769; AATCC 124

褶皱外观：ISO 7769; GB/T 13770; AATCC 88C

接缝外观：ISO 7770; GB/T 13771; AATCC 88B

三、变色纺织品

变色纺织品是指随外界环境条件(如光、温度、压力等)的变化而可以显示不同色泽的纺织品。变色纺织品凭借其具有的独特性能，广泛应用于各个领域。民用可应用于制作时尚的变色服装和百变装饰织物，军事上可用于军事伪装，防伪领域可作为防伪材料，广泛应用于票据、证件和商标等。

变色纺织品可通过以下三种方法得到：在织物中添加变色纤维；利用变色染料染色；利用变色涂料进行印花。三种方法里，变色纤维技术的研究开发稍晚一些，但其优点最为突出。由它制成的织物手感好、耐洗涤性好，且变色效果较持久。

1、光敏变色纺织品

光敏变色指在不同的光波诱导下，物质A向其异构体B转化而出现的变色的过程。物质A和B具有不同的吸收光谱和能级结构，撤去光源或者改换另一种光源，B再转化成A，颜色又回到初始色泽 。

光敏变色纤维的研究在日本、美国等发达国家取得了较大进展，如松井色素化学工业公司制成的光致变色纤维，在阳光或紫外线的照射下显深绿色。

美国Georgia理工学院等几所大学正在探索在光纤中掺入变色染料或改变光纤的表面涂层材料，使纤维的颜色能够自动控制。

2、温敏变色纺织品

温敏变色纺织品是指能够随着环境温度改变而自动变色的纺织品。它是利用物理、化学的方法，使织物上的变色染料/颜料的分子结构或排列方式根据温度的不同而发生变化，从而发生颜色的改变。

液晶型热敏变色材料是最常用的的有机热敏变色材料，利用微胶囊技术使其深嵌在微胶囊中，可以像颜料一样黏合在纺织品表面。

四、防水透湿纺织品

防水透湿织物也叫防水透气织物，在国外又称“可呼吸织物”。它是集防水、透湿，防风和保暖性能于一体的功能织物。这种织物不仅能满足严寒雨雪、大风天气等恶劣环境中人们活动时的穿着需要。也适用于人们日常生活对雨衣等的要求，具有广阔的发展前景。

防水透湿织物可以通过以下几种方式得到：将水响应型高聚物以纤维的形式织入布料中；将具有防水透湿的高聚物如氯丁橡胶、聚氯乙烯、聚氨酯等通过涂层的方式整理到织物表面；用超细纤维制作的各种防水透湿超高密织物。除此以外，磁控溅射法制备防水透湿织物和采用纳米技术以增加织物防水性的研究也在进行之中。

1、防水透湿的高密织物

根据空隙自然扩散机理，气体分子通过纱线间空隙从高浓度向低浓度自然扩散过程是不可逆转的。

英国锡莱研究所开发的纯棉高密织物“Ventile”，在干燥时汗液（汽）可通过纱线间空隙向外界扩散，而在浸湿后棉纤维横向溶胀，纱线、纤维间隙变得很小，表现出防水性。

2、微孔膜防水透湿织物

利用雨滴直径和水蒸汽分子直径存在巨大差异来实现。微孔直径为水滴直径的数千至数万分之一，而是水蒸汽分子直径的700倍左右。

美国Core公司开发的Gore-Tex是聚四氟乙烯（PTFE）微孔膜，利用点粘法将其层压于尼龙或涤纶织物上，从而制得防水透湿织物。

天津工业大学以聚偏氟乙烯（PVDF）为原料，研制微孔膜从而制成了防水透湿织物。

3、无孔膜防水透湿织物

在嵌段共聚物的大分子链上引入亲水性链段制成薄膜，水分子可以以薄膜上的亲水性链段中的亲水基团为依托，按照“吸附-扩散-解吸”的方式，由高湿度侧传递到低湿度侧，获得透湿性；而防水则缘自薄膜的连续性和膜面张力。

荷兰Akzo Nobel公司的防水透湿织物Sympatex是20-50%环氧乙烷和对苯二甲酸丁二酯共聚酯，经熔融挤压制成的无孔亲水膜，膜厚大约15μm，再与尼龙织物层压而成。

英国Baxenden公司开发的Wileoflex Staycool为聚氨酯型亲水无孔膜防水透湿织物。

4、智能型防水透湿织物

智能型防水透湿织物能感知外界温度的变化，在Tg区域由于分子链的微布朗运动而使透湿性有质的突变，起到低温（小于Tg）低透湿的保暖作用和高温（大于Tg）时高透湿的散热作用。

1993年，日本三菱重工的Hayashi研究了高透湿聚氨酯材料的微观结构和透湿性的关系，发现当温度由10℃升至40℃时，材料的透湿性增加了3倍。

国际国内防水透湿纺织品的检验检测方法？

静水压：GB/T 4744, ISO 811, AATCC 127, EN20811,AS 2001.2.17, JIS L1092

沾水：GB/T 4745, ISO 4920, JIS L 1092,AATCC 22,EN 24920,AS 2001.2.16,CAN/CGSB-4.2 No.26.2

雨淋：AATCC 35

透气性：ISO 9237,ASTM D737,GB/T 5453,

JIS L1096,CAN/CGSB-4.2 No.36,

AS 2001.2.34, DIN 53887

五、电子信息智能纺织品

电子信息智能纺织品是智能纺织品的重要组成部分。最初主要是将一些电子元件安装到纺织品上，如“可穿戴的计算机”等，主要应用在医疗、军事和航空等重要的检测领域。

随着电子信息技术与智能纺织品领域交叉学科的不断发展。电子信息智能纺织品发展迅速，由原来的军事和航空领域向生活领域扩展，给人们生活带来更多的便利。

1、音乐服装

2、智能衬衣

3、发光织物

智能纺织品在不同领域的应用

1、变色智能纺织品

纳米“隐身”军服由四种不同颜色的变形图案组成，这些图案是由计算机对大量丛林、沙漠、岩石等背景环境进行统计分析而模拟出来的。穿上这种隐身军服，在可见光照射下，从近距离看，是明暗反差较大的迷彩；从远距离看，其细碎的图案与周围环境究全吻合，即使作活动时也难以被对方发现。

2、形状记忆智能纺织品

抗浸服装系飞行员必备的一种水上救生服。其作用是当飞行员坠入水中后，阻止水浸入服装内，从而延长生存时间，等待救援人员来营救。在纤维表面引入刺激响应性高分子凝胶层，利用其可在一定条件下发生体积转变的特点制成抗浸服面料，可以显著增加水浸入服装内的时间，提高落水者获救生还的机会。

3、保温智能纺织品

a、在1998年冬季奥林匹克运动会上200名瑞士运动员和300名记者就穿着了Descente的Mobile thermo滑雪衫，这种滑雪衫内置了加热体系，从而保证了内部温度控制精确性。

b、日本东洋纺公司对聚丙烯酸分子链进行高亲水化处理，开发出具有调温调湿智能的纤维“爱克苏”，在标准状态下它的吸湿能力约是棉的3.5倍。与天然纤维相比，“爱克苏”的吸湿和放热速度比较缓慢，可以均匀地释放，从而使衣内温度调节缓和，能防止出汗后的冷感。用此类纤维加工的纺织品适合于制作运动衣 。

4、电子智能纺织品

美国Reebok公司生产的智能运动鞋，能准确地向穿着者显示跑或走的路程、节奏的快慢和消耗的热量。今后的发展将可以测出穿着者的心率，并根据心跳有选择地播放某种特定的音乐，必要时还会对音乐的旋律进行调整，使穿着者听了音乐后跑得更快或慢下来 。

5、形状记忆智能纺织品

2001年意大利Corpo Nove公司设计开发出一款“懒人衬衫”，其在衬衫面料中加入镍、钛和尼龙纤维，使之具有形状记忆的特性。当外界气温偏高时，衬衫袖子会在几秒内自动从手腕卷到肘部；当温度降低时，袖子能自动复原。

6、自动调温智能纺织品

由于特殊的穿着环境，宇航服在智能化方面的要求极高。美国国家航空和宇航局已开发出保持飞行员手温暖的手套，可以使在太空中飞行的宇航员免受极度恶劣气候的伤害 。

7、电子智能纺织品

非利浦公司生产出一种具有电子跟踪功能的儿童滑雪服装，监护者可在任何时候了解儿童所处的确切位置。其研制的袖内嵌入传感器的高尔夫茄克衫，可监测和记录运动员打球时的手臂摆动角度与节奏，以便和冠军运动员的记录做比较 。

8、军事方面的应用

纳米“隐身”军服

纳米信息军服

士兵作战服装

智能型抗浸服装

宇航员专用服装

军用智能帐篷

智能降落伞

9、体育运动方面的应用

智能运动鞋

内置加热体系的滑雪衫

智能高尔夫夹克衫

电子追踪功能的儿童滑雪服

10、特种防护方面的应用

隔热服装

防电磁辐射织物

抗冲击智能防护织物