一種濕度驅(qū)動智能衣服及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于功能高分子材料領域，特別涉及一種濕度驅(qū)動智能衣服及其制備方法。
【背景技術】
[0002]智能衣服是能夠感知外部環(huán)境或者內(nèi)部狀態(tài)變化，并且做出響應的一種高科技可穿戴產(chǎn)品。隨著科學技術的發(fā)進步，智能衣服已經(jīng)逐漸地走入人們的視線，甚至在很大程度上改變著人們的日常生活。多學科交叉的科學技術與傳統(tǒng)衣服的有效結合，使智能衣服的種類呈現(xiàn)多樣性。目前，智能服裝主要包括智能抗菌服裝、調(diào)溫服裝、光敏服裝、溫敏變色服裝、形狀記憶服裝、智能作戰(zhàn)服、納米“隱身”服、智能醫(yī)療服、電子智能服裝等，這些不同功能的智能服裝可以廣泛的應用到各個領域。與傳統(tǒng)衣服相比，智能衣服作為服裝領域的重大革新，使服裝的智能化更加深入，而且使用的材料也越來越智能，帶給衣服更多附加功能，例如紫外線改變衣服的圖案，情緒改變衣服的顏色，智能運動衣追蹤心率和呼吸頻率，這些智能衣服為人們的生活提供了更多便利。
[0003]如今，智能衣服在智能材料領域取得一定的程度的發(fā)展和進步，但仍有一定的缺點和局限。一般的智能服裝是由傳感器加芯片等電子元件與普通布料結合而成，此種方法不僅編織困難，而且不能直接水洗。此外智能材料的成本較高，不易剪裁等特點，不能更好的滿足服裝設計需求。
[0004]目前用于形狀記憶智能衣服的材料包括形狀記憶聚合物和形狀記憶合金，這種智能材料可以對外界的激勵進行響應并按照預先設定的形狀發(fā)生形狀改變來實現(xiàn)實際應用需求。與形狀記憶合金相比，形狀記憶聚合物具有成本低、易加工、變形量大、多種激勵方式等特點，受到了廣泛的關注。聚氨酯作為其中的一種形狀記憶聚合物在智能紡織領域得到了快速發(fā)展，但這種材料強度低，目前只能在熱驅(qū)動的方式下進行變形，對未來智能服裝的發(fā)展有一定的限制。因此，發(fā)展多種驅(qū)動方法與節(jié)能環(huán)保相結合的環(huán)境友好型智能服裝將是一種趨勢。
[0005]智能衣服如果能夠有效的利用人體自身的環(huán)境來實現(xiàn)智能控制體表溫度，不需要借助加熱或者其他驅(qū)動力，將會節(jié)省更多的能源和減少空調(diào)系統(tǒng)的使用。人體在熱環(huán)境下產(chǎn)生的汗液可以作為驅(qū)動方法，不僅可以作為有效驅(qū)動力資源，而且這種濕度控制的智能衣服可以使人體更舒適。因此，開發(fā)一種利用人體自身的環(huán)境來實現(xiàn)智能控制的智能衣服是必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有智能衣服制備困難、不可直接水洗以及需要外加電子元件成本高問題，而提供一種濕度驅(qū)動智能衣服及其制備方法。
[0007]本發(fā)明的一種濕度驅(qū)動智能衣服的前胸部分和后背部分具有若干呈規(guī)則分布的可開閉單元，所述的可開閉單元由吸濕后可變形薄膜制備而成。
[0008]本發(fā)明的一種濕度驅(qū)動智能衣服的制備方法按以下步驟進行:
[0009]—、在吸濕后可變形薄膜上切割出若干呈規(guī)則分布的可開閉單元，得到帶有若干可開閉單元的吸濕后可變形薄膜；
[0010]二、將步驟一得到的帶有若干呈規(guī)則分布的可開閉單元的吸濕后可變形薄膜作為濕度驅(qū)動智能衣服的前胸部分和后背部分制備成濕度驅(qū)動智能衣服。
[0011]本發(fā)明一種濕度驅(qū)動智能衣服可以直接水洗。
[0012]工作原理:本發(fā)明的一種濕度驅(qū)動智能衣服上的可開閉單元可以根據(jù)相對濕度的不同張開不同的角度，通過人體的汗液使開閉單元打開來達到降溫的作用，等體表汗液蒸發(fā)后，開閉單元閉合至濕度驅(qū)動智能衣服無孔隙，保持人體舒適的溫度。
[0013]本發(fā)明的一種濕度驅(qū)動智能衣服是由外層、內(nèi)層和位于外層與內(nèi)層之間的若干呈規(guī)則分布的拱形支撐結構組成的整體結構，且由外層、內(nèi)層和位于外層與內(nèi)層之間的若干呈規(guī)則分布的拱形支撐結構組成的整體結構位于濕度驅(qū)動智能衣服的前胸部分和后背部分;所述的拱形支撐結構的材料為吸濕后可變形薄膜;所述的拱形支撐結構的拱形高度為2mm ?20mmo
[0014]本發(fā)明的一種濕度驅(qū)動智能衣服的制備方法按以下步驟進行:
[0015]—、將吸濕后可變形薄膜切割成若干長條，然后將長條在溫度為吸濕后可變形薄膜的玻璃化轉變溫度的條件下制備成拱形支撐結構，所述的拱形支撐結構的拱形高度為2mm?20mm，得到若干拱形支撐結構；
[0016]二、將步驟一得到的若干拱形支撐結構的兩個端頭呈規(guī)則分布的固定在內(nèi)層上表面上，將步驟一得到的若干拱形支撐結構的拱形最高點位置相應的固定在外層下表面上，得到由外層、內(nèi)層和位于外層與內(nèi)層之間的若干呈規(guī)則分布的拱形支撐結構組成的整體結構；
[0017]三、將步驟二得到的由外層、內(nèi)層和位于外層與內(nèi)層之間的若干呈規(guī)則分布的拱形支撐結構組成的整體結構作為濕度驅(qū)動智能衣服的前胸部分和后背部分制備成濕度驅(qū)動智能衣服。
[0018]本發(fā)明一種濕度驅(qū)動智能衣服可以直接水洗。
[0019]工作原理:本發(fā)明的一種濕度驅(qū)動智能衣服可以根據(jù)相對濕度控制衣服的厚度，在一定溫度下將形狀記憶聚合物制備成拱形支撐結構，其具有一定的起拱高度，通過人體的汗液使拱形支撐結構高度迅速降低到三層膜平行接觸放置的厚度之和，從而將拱形支撐的衣服變薄，讓身體感到?jīng)鏊?，當汗液揮發(fā)后，拱形支撐結構回復到之前的高度，智能衣服回復到初始形狀，通過外層與內(nèi)層之間的空氣層起到降低熱傳導保溫的作用。從而可以有效的利用人體汗液實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)人體體表溫度。
[0020]本發(fā)明有益效果
[0021]本發(fā)明提供了一種濕度驅(qū)動智能衣服，通過不同的結構設計來調(diào)節(jié)人體的溫度，從而減少空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗。此種衣服可以直接通過人體的汗液及體表溫度來達到一種智能響應，在室內(nèi)有效的調(diào)節(jié)人體溫度，減少空調(diào)的使用。而且本發(fā)明的智能衣服不怕水洗，在水中多次洗滌后仍然可以保持吸水性和對濕度的響應，且強度不會因為洗滌次數(shù)的增加而降低。此外，本發(fā)明的智能衣服省去了其他電子元件，節(jié)能環(huán)保。
[0022]本發(fā)明的具有優(yōu)點如下:
[0023]1、本發(fā)明的Naf1n膜具有穩(wěn)定的性質(zhì)，對溫度和濕度都可以響應，剪裁容易；
[0024]2、本發(fā)明的可開孔閉合結構的Naf1n智能衣服具有優(yōu)異的濕度激勵響應性能，而且在不同濕度下(出汗量不同情況下)張開角度不同，可以在幾秒鐘內(nèi)快速反應；
[0025]3、本發(fā)明的拱形支撐結構的Nafi1n智能衣服具有自動調(diào)節(jié)衣服厚度的性能，可以根據(jù)出汗情況實時調(diào)控衣服厚度來保持人體舒適溫度；
[0026]4、本發(fā)明設計的Naf1n智能衣服可以直接水洗，幾十甚至上百次洗滌后仍然保持很強的吸水特性和強度。
【附圖說明】
[0027]圖1為試驗一的一種濕度驅(qū)動智能衣服的示意圖；
[0028]圖2為試驗一的一種濕度驅(qū)動智能衣服的照片；
[0029]圖3為試驗九的一種濕度驅(qū)動智能衣服的具有拱形支撐結構部分的示意圖，其中I為外層，2為拱形支撐結構，3為內(nèi)層；
[0030]圖4為試驗一的一種濕度驅(qū)動智能衣服的吸水膨脹率的趨勢圖；
[0031]圖5為試驗一的一種濕度驅(qū)動智能衣服的儲存模量的趨勢圖；其中a為水洗O次，b為水洗1次，C為水洗20次，d為水洗30次，e為水洗40次，f為水洗50次。
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明的技術方案不局限于以下【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0033]【具體實施方式】一:本實施方式的一種濕度驅(qū)動智能衣服的前胸部分和后背部分具有若干呈規(guī)則分布的可開閉單元，所述的可開閉單元由吸濕后可變形薄膜制備而成。
[0034]本實施方式一種濕度驅(qū)動智能衣服可以直接水洗。
[0035]工作原理:本實施方式的一種濕度驅(qū)動智能衣服可開閉單元可以根據(jù)相對濕度的不同張開不同的角度，通過人體的汗液使開閉單元打開來達到降溫的作用，等體表汗液蒸發(fā)后，開閉單元閉合，保持人體舒適的溫度。
[0036]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:所述的吸濕后可變形薄膜為他打011膜或(?44^^!0/從^63。其它步驟與參數(shù)與【具體實施方式】一相同。
[0037]本實施方式中所述的Naf1n膜為市售產(chǎn)品。
[0038]本實施方式中所述的(PAA/PAH)/N0A63是按照:Ying Ma , et al ,Angew.Chem.2011,123,6378-6381 中記載的方法制備的。
[0039]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:所述的可開閉單元的