今春以來,由PTT(聚對苯二甲酸丙二醇酯)高聚物制做的形狀記憶面料在國際市場上非;鸨n國、中國臺灣產形狀記憶面料的出廠價每米在60元左右,我國內地生產記憶面料最低也在每米30元左右,形狀記憶織物已經成為高附加值紡織品。
現(xiàn)在,我國的浙江、江蘇多家有實力的企業(yè)紛紛投入這一產品的開發(fā)行列,從纖維制造到織造、染整各工序,每家企業(yè)都不惜耗費上百萬到數(shù)百萬元,攻克這一高附加值產品的開發(fā)技術,在這項產品上中國幾乎與國際同步發(fā)展。
所謂形狀記憶材料是指具有某一原始形狀的制品,經過形變并固定后,在特定的外界條件(如熱、化學、光、磁、電、外力等外加刺激)下能自動回復到初始形狀的一類材料,包括形狀記憶合金(SMA)、形狀記憶聚合物(SMP)和形狀記憶陶瓷(SMC)三大類,前兩類特別是形狀記憶聚合物在紡織上有不少應用實例。
新近出現(xiàn)的PTT形狀記憶面料的主要特征是:服裝易打理,服裝被折疊壓皺后只要用手撫平就可回復到初始的平展狀態(tài),屬于力和體溫聯(lián)合刺激誘發(fā)形狀記憶功能的產品;可塑性好,方便服裝造形,可通過手工折疊或抓捏,將面料做成所需形狀,如郁金香式時裝等。這兩大特征類似于數(shù)年前問世的形狀記憶金屬纖維混纖的織物,由于原材料、加工技術等限制,金屬纖維的形狀記憶織物不容易普及推廣,而當今PTT高聚物的形狀記憶面料卻不存在這些限制。此外,PTT記憶面料的視覺風格素雅新穎,這也成為其另一賣點。
至今為止,已經發(fā)現(xiàn)的具有形狀記憶功能的聚合物均具有兩相結構,它們由保持固定形狀的固定相和在某種溫度下能發(fā)生軟化-硬化可逆循環(huán)的可逆相組成,固定相的作用是初始形狀的記憶和恢復,第二次變形和固定則由可逆相來完成。固定相可以是聚合物中的交聯(lián)結構、部分結晶結構等,可逆相則為發(fā)生玻璃態(tài)與高彈態(tài)可逆轉變的非晶相結構或產生結晶與結晶熔融可逆變化的部分結晶結構等。從廣義上講,凡是具有固定相和軟化-硬化可逆相結構的聚合物都可以作為形狀記憶聚合物,但其應用價值取決于可逆相轉變所需的外界條件。例如,PET高聚物同樣具有兩相結構,理論上可用作形狀記憶材料,但是它80℃的相轉變溫度(Tg)與人體溫度和環(huán)境溫度都相差較遠,使它在日常生活中很難體現(xiàn)形狀記憶功能。PTT的可逆相轉變溫度低于PET數(shù)十度,而且可以通過調節(jié)結晶度等內部結構調節(jié)其轉變溫度,這是開發(fā)PTT形狀記憶面料非常有利的條件。
我們的初步研究表明,PTT形狀記憶面料的記憶功能不但與纖維的結晶度、取向度等內部結構有關,還與紡織結構的捻度、密度等因素密切相關,形狀記憶功能要求紡織結構提供足夠的粘性,以強化可逆相的作用,否則不足以固定變形態(tài),PTT纖維可自己完成記憶起始態(tài)和回復起始態(tài)的作用。結晶度是確定回復起始態(tài)所需外部刺激因素的主要條件,恰當?shù)慕Y晶度可使PTT織物在手摸和體溫的聯(lián)合刺激下回復初始態(tài)。