變色材料在智能紡織服裝上的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

朱 穎，顏辛茹，楊 亞

（常熟理工學(xué)院 紡織服裝與設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

2021年是“十四五”規(guī)劃的開局之年，全國(guó)在蓄勢(shì)打造紡織服裝優(yōu)勢(shì)行業(yè)，紡織服裝行業(yè)正朝著 智能化方向發(fā)展，以拓寬行業(yè)的發(fā)展空間。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文明的持續(xù)騰飛以及多元文化的碰撞與融合，人們的審美多樣化，對(duì)服裝的多功能需求提高，在傳統(tǒng)的服裝材料與風(fēng)格上融入智能化理念，是紡織服裝的發(fā)展方向。變色材料作為智能材料的一個(gè)分支，憑借現(xiàn)代化的高性能技術(shù)，在紡織服裝行業(yè)應(yīng)用廣泛、發(fā)展迅速。

1 變色材料及紡織品的概念及分類

變色材料是指因?yàn)橥獠凯h(huán)境條件的改變而產(chǎn)生顏色變化的材料。變色材料按照外界引發(fā)變色的因素，大致可以分為光敏變色材料、熱敏變色材料、電致變色面料、壓敏變色面料以及濕敏變色面料[1]。所謂的變色紡織品，就是不同的變色材料在各種紡織品上的應(yīng)用，是指根據(jù)不同外界環(huán)境條件的改變而發(fā)生顏色變化的紡織品[2]。同樣，可以按照外部變色因素對(duì)變色紡織品進(jìn)行分類。本研究主要就光敏變色材料和熱敏變色材料的制備方法、國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)問題、提出改進(jìn)意見并預(yù)測(cè)其在紡織服裝行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

2 變色材料的制備方法

按照生產(chǎn)和加工工藝方式的不同，變色材料制備工藝主要分為4種：溶液紡絲法、熔融紡絲法、后整理法和接枝聚合法[3]，如圖1所示。

圖1 變色材料制備工藝和方法

溶液紡絲法是指在一種由高聚物溶解而成的紡絲液中添加可逆變色的染料和避免染料轉(zhuǎn)移的試劑。熔融紡絲法是將變色染料分離在樹脂載體中制成的色母粒與一般成纖高聚物混溶紡絲，該方法對(duì)變色染料的耐熱性能有較高要求，因此，染料的選擇受到限制。后整理法是指將變色染料進(jìn)行一系列加工，制得變色纖維，該方法的要點(diǎn)是制備和選擇變色染料，目前使用較多的是用微膠囊技術(shù)制成的變色染料，不僅可以持久變色、熱穩(wěn)定性好、能抗氧化，還易于操作。接枝聚合法是利用變色單體接枝到纖維表面，使纖維具有變色功能。

3 變色紡織品的應(yīng)用

變色材料可以分為兩種類型：可逆變色和不可逆變色?？赡孀兩墓饷糇兩徔椘泛蜔崦糇兩徔椘窂V泛應(yīng)用于實(shí)際生活中[4]。

3.1 光敏變色紡織品

光敏變色紡織品是一種在光源刺激下會(huì)變色的紡織品。具有可逆變色功能的光敏變色材料作為環(huán)保、無毒無害的新型材料，一直受到關(guān)注，并被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。光敏變色纖維材料分為有機(jī)材料和無機(jī)材料。在紡織服裝領(lǐng)域，可逆變色的有機(jī)類織物才有較大作用。光敏變色纖維由于顏色變化豐富，不僅能滿足消費(fèi)者對(duì)個(gè)性化、功能性服裝的追求，還能促進(jìn)人與環(huán)境和諧共生。使用光敏變色材料制成的各種繡花線、針織紗、機(jī)織紗等，除了用于制作常服與日用品外，還可以制作成“變色龍”式的變色軍服，實(shí)現(xiàn)軍事偽裝[5-6]。

3.2 熱敏變色紡織品

熱敏變色紡織品是指隨著溫度變化而變色的一類紡織品。熱敏變色材料根據(jù)材料的組成和特性，可以細(xì)分為有機(jī)材料、液晶和無機(jī)材料。材料性能的差異直接決定了熱敏變色紡織品不同的特征及其變色機(jī)理[6]，因此，熱敏變色材料作為一種新型智能材料，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)防偽、紡織材料、航空化工、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。

3.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)在變色材料研究方面相較于國(guó)外起步晚且存在一定的差距。國(guó)外已經(jīng)將光敏和熱敏變色材料廣泛應(yīng)用于紡織品印花方面，已有一系列光敏印花產(chǎn)品問世，且光敏變色服裝的銷售已形成一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。國(guó)內(nèi)光敏變色材料在紡織服裝方面的應(yīng)用還沒有得到全面推廣，且光敏變色服裝的款式少，制作工藝較復(fù)雜，消費(fèi)市場(chǎng)尚未成熟。因此，需加強(qiáng)對(duì)光致變色服裝的變色效果、性能和制備方法的研究，突破相關(guān)的技術(shù)壁壘，打造具有良好服用性能的光致變色智能服裝，在保持本國(guó)風(fēng)格的同時(shí)，還要借鑒國(guó)外優(yōu)秀設(shè)計(jì)案例，擴(kuò)大智能變色服裝民營(yíng)市場(chǎng)的規(guī)模。

4 變色紡織品的發(fā)展趨勢(shì)

在目前的智能變色紡織品的研制開發(fā)過程中，主要思想都是根據(jù)某種特定的變色要求，結(jié)合相應(yīng)的變色纖維，以紡絲或者后整理的方式加入紡織品中。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)變色紡織品的研究基本都是可逆變色的有機(jī)類材料，對(duì)無機(jī)類變色材料的關(guān)注較少。雖然無機(jī)光敏變色發(fā)展遲緩，但其受外界環(huán)境影響較小，且耐疲勞性和耐光性良好[7]。社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了變色材料在智能紡織品上的應(yīng)用。

4.1 技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合

在紡織服裝上應(yīng)用高性能變色材料，除了要滿足服裝的功能性要求外（如將變色材料應(yīng)用于兒童服飾和病號(hào)服上，便于檢測(cè)體溫；“變色龍”一樣的變色軍服可用于軍事偽裝），還要注意紡織品款式的多樣性和結(jié)構(gòu)的合理性，包括對(duì)紡織品內(nèi)在美的追求[1]。

4.2 傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合

變色紡織品在研制開發(fā)過程中，不僅要與時(shí)俱進(jìn)、彰顯時(shí)代特征，還要和歷史、民族、傳統(tǒng)文明、自然等產(chǎn)生聯(lián)系[1]。

4.3 服用性能良好

智能變色紡織品主要是民用產(chǎn)品，需要服務(wù)大眾，保證其具有良好的舒適性、透氣性、耐水洗性、色牢度等，同時(shí)該類服裝也要便于人類穿著。

4.4 價(jià)格適中

目前，變色材料的成本較高，在紡織服裝領(lǐng)域尚不能大面積使用，無法形成一條大規(guī)模的新型變色紡織品產(chǎn)業(yè)鏈，亟需研究低成本的變色材料組合策略，以滿足不同層次的消費(fèi)市場(chǎng)，便于營(yíng)銷。

5 智能變色運(yùn)動(dòng)衛(wèi)衣設(shè)計(jì)實(shí)例

結(jié)合市場(chǎng)實(shí)際，以18~25歲追求潮流的青年為目標(biāo)群體，設(shè)計(jì)智能變色運(yùn)動(dòng)衛(wèi)衣（圖2）。整體采用光敏變色紡織品面料，對(duì)光的變化反應(yīng)靈敏，在室內(nèi)為白色，在室外光照條件下可以呈現(xiàn)綠色、紅色、紫色的色塊和線條變化，由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)。這套服裝采用拼接的色塊、寬松的剪裁、流暢的廓形，能夠擺脫束縛感，青春靈動(dòng)的連帽設(shè)計(jì)兼具美觀性與實(shí)用性，能夠激發(fā)消費(fèi)者的購(gòu)買欲望。

圖2 運(yùn)動(dòng)衛(wèi)衣

6 結(jié)語(yǔ)

在這個(gè)科技日新月異、文化百花齊放、審美多元發(fā)展的社會(huì)，變色材料在智能紡織品上的應(yīng)用要呈現(xiàn)技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合、傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合、服用性能良好、價(jià)格適中的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)研究并開發(fā)無機(jī)類變色材料。唯有這樣，才能促使我國(guó)形成更大規(guī)模的智能變色紡織服裝的新型產(chǎn)業(yè)群，也為智能變色紡織領(lǐng)域的研究開發(fā)提供一些思路。