(三)Shape memory polymers
形狀記憶材料的基本原理,就是來自復(fù)合金屬的變形機(jī)制,由彈性聚合體與剛性聚合體組合而成的纖維材料,當(dāng)受熱時(shí)即能回復(fù)到原有的材料形狀。日本Mitsubishi公司的產(chǎn)品是以熱塑型Polyurethane為主要材料,其變形溫度范圍由-30℃~100℃,形狀記憶PU,是一種含有軟硬結(jié)構(gòu)體之塊狀共聚物,硬鏈結(jié)部位包括交鏈結(jié)及長鏈結(jié),在足夠的分子鏈長度下,形成連續(xù)的結(jié)晶相,而由polyether或polyester diols所形成的軟鏈結(jié)交雜其中,適度的用來調(diào)節(jié)材料的玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)范圍。實(shí)際應(yīng)用上,形狀記憶PU屬于熱可塑型彈性體,而且可以具有各種不同的變形溫度,例如環(huán)境溫度(25℃)、人體溫度(37℃)以及沸水溫度(100℃)。目前一種基本的雛形設(shè)計(jì)是以Tg 25℃的形狀記憶PU薄膜,與另一種Tg遠(yuǎn)低于25℃的一般的PU薄膜以熱壓貼合而成,當(dāng)溫度低于25℃時(shí),形狀記憶PU薄膜呈線性收縮約3%而且變硬,而一般的PU薄膜則仍然呈現(xiàn)原有的特性,結(jié)果就產(chǎn)生材料的變形,而且是可逆的現(xiàn)象。
(四)Phase-change materials
一種取名為Out-last,將可相轉(zhuǎn)變材料(Phase-changeable materials)膠曩化,添加于纖維中或者以織物的表面加工方式,來讓衣服織物具有溫度調(diào)節(jié)效果的新科技,如今也已經(jīng)商業(yè)化量產(chǎn),應(yīng)用范圍也愈來愈為廣泛。
所謂的可相轉(zhuǎn)變材料(Phase-changeable materials),是一種具有不同分子鏈長的carbonhydrates,而選用的相轉(zhuǎn)變溫度范圍,則是界于人體的溫度范圍附近。微膠曩化的目的是當(dāng)carbonhydrates由固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí),不至于擴(kuò)散到織物表面造成污染。微膠曩的顆粒大小約介于1~10μm之間,同時(shí)需具備耐磨耐壓耐熱以及抗化學(xué)腐蝕等特性。表面加工方式是將微膠曩分散于PU發(fā)泡基材內(nèi),然后進(jìn)行織物的表面涂層或貼合加工;在紡絲制程應(yīng)用上,目前為止,這項(xiàng)技術(shù)僅只適用于壓克力纖維的濕式紡絲制程(wet spinning)。
(五)Photoluminescent materials
主要是由ZnS晶體組成的可發(fā)光無機(jī)顏料,由于其晶格能夠經(jīng)由不同的電子層級吸收與儲存可見光的高能量,而當(dāng)外界的光能量消失時(shí),顏料晶體即能將儲存能量放射出來,產(chǎn)生各種不同顏色的光(Photoluminescence),而且此一源至電子層的轉(zhuǎn)移作用是可以無限次數(shù)的反覆進(jìn)行的,沒有使用壽命的問題,同時(shí)此類型的無機(jī)顏料本身,也不會有輻射與毒性等問題。
(六)Heat insulative tarpaulin
已經(jīng)由日本Toray公司提出專利申請的,一種具有陶瓷熱反射層以及鋁箔內(nèi)層的聚酯涂層織物(tarpaulin),具有極優(yōu)良的熱阻絕功效,非常適合應(yīng)用于如食物、飲料以及醫(yī)藥等之包裝、儲存與運(yùn)輸。
(七)Light protective sheets
以高強(qiáng)力聚酯纖維織物與聚碳酸酯材料貼合而成的復(fù)合材料,具有非常好的陽光(尤其是紫外線)阻絕效果,同時(shí)還具有防水、強(qiáng)度高以及質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)。
四、結(jié)論
產(chǎn)業(yè)用纖維技術(shù)開發(fā)的原動(dòng)力,最重要就是來至于其下游應(yīng)用的發(fā)展與擴(kuò)張。特別是過去這二十年來,由于在包括如防護(hù)衣、醫(yī)療材料、健康用品、汽車零組件、建材、土木用材料、農(nóng)業(yè)用以及體育用、休閑用、過濾用、環(huán)境保護(hù)用材料等方面大量的新的應(yīng)用需求,使得許多功能性(如纖維強(qiáng)度/模數(shù)、耐候性或尺寸安定性等)或者機(jī)能性(如難燃、親水性、疏水性或者生物相容性等)優(yōu)良的纖維需求量急速的增加。
上述各式各樣特殊用途的纖維技術(shù)開發(fā)中,其原材料的發(fā)明與合成技術(shù)的發(fā)展,一直是扮演著火車頭的角色,以其為起始點(diǎn),開始一個(gè)階段一個(gè)階段的往下游發(fā)展,往不同的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)張,從化學(xué)合成技術(shù)、高分子聚合、纖維紡絲以至于織造、成網(wǎng)等各種不同層級制程技術(shù)以及各式各樣的應(yīng)用加工技術(shù),由上到下整體配套而成。至于各個(gè)配套制程技術(shù)發(fā)展的前景與挑戰(zhàn),就得取決于市場需求面的消長與競爭結(jié)果,包括如人們對于環(huán)境的關(guān)心程度、人身安全和舒適要求程度的增減以及各種功能上的需求等。而在纖維材料與制程技術(shù)的前瞻發(fā)展上,可以預(yù)見的是多功能的貼合織物技術(shù),具有特定用途的表面涂層技術(shù)以及具有特殊性能與用途的纖維或混纖(fiber-blends)等,都將是極具潛力與前途的研究與發(fā)展方向。
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