刺激响应型水凝胶在纺织中的应用进展（续完）

曾林泉

（Nano-Tex Asia Ltd.，湖南株洲 412000）

3 纺织品上水凝胶的工作原理

为了提高舒适度，纺织品对身体湿度和温度的主动平衡至关重要。使用凝胶纤维织造纺织品或在纺织品表面引入凝胶，可以制得多种模仿生物系统功能和对外界刺激响应的智能纺织品，这类纺织品具有调温、调湿、控释、储水等功能。

纺织纤维上的刺激响应型水凝胶可以通过检测和响应环境条件的变化而与使用者相互作用。当外部刺激使水凝胶膨胀时，纺织材料的孔隙率下降，导致身体蒸汽滞留，皮肤表面蓄热；相反，当外部刺激使水凝胶收缩时，织物孔隙率增大，纺织品透气性提高，气流从皮肤表面穿过纺织品到皮肤周围，带来更多的身体蒸汽和热转变[12]。

刺激响应型水凝胶也可用于医疗和卫生纺织品中，起到控制释放活性物质的作用，可加速伤口愈合或增加皮肤护理效果。水凝胶在致使其溶胀的环境条件下吸收活性成分，活性物质可以保留在水凝胶结构中，直到环境条件引发收缩。由外部刺激引发的水凝胶可逆膨胀和收缩仅在特定条件下提供活性物质并受控释放到环境中。

4 刺激响应型水凝胶在纺织中的应用

刺激响应型水凝胶可以溶液、微胶囊、泡沫或凝胶的形式应用于纺织品基材上[41]。从技术角度来看，浸轧焙烘法是最常见和最容易获得的方法，也可在设计合成纤维时，将水凝胶掺入纤维中[42-44]。不管使用方法如何，织物基材上的水凝胶颗粒分布均匀，厚度最小，对于实现水凝胶颗粒亲水性的自由溶胀至关重要[45]。纤维的初始化学组成决定了其亲水性或疏水性，这大大影响了对功能整理剂的吸收；而刺激响应型水凝胶不会与纺织品基材形成共价键。由于纺织品基材和水凝胶之间的化学和物理相容性极大地影响了水凝胶的耐久性，因此，在纺织材料上应用刺激响应型水凝胶时需使用不同方法。纤维的化学组成、横截面形状、直径，织物的编织图案、厚度等都会对织物的水分和水蒸气透过率产生很大影响，并且会影响水凝胶功能性织物的性能[46]。

根据水凝胶提供的智能纺织品功能，有2 种应用方法：材料技术和生物技术[12]。材料技术方法对于提高纺织品的舒适度至关重要，要求水凝胶对纺织材料物理机械性能的影响最小，耐久性较高。这2 个因素都与水凝胶的合成条件、粒径和应用技术直接相关。为了增加水凝胶涂层的耐久性，将水凝胶与交联剂或预先活化的纤维组合使用。后者可以通过低温等离子体处理实现，该方法可在纤维表面上提供新的官能团作为水凝胶和基材之间的键合点。此外，等离子体刻蚀增加了纤维表面的粗糙度以及比表面积，对水凝胶的吸附量增大[47]。水凝胶粒径对纺织材料的力学性能有显著影响，纳米凝胶结合了水凝胶和纳米粒子的特性，涂层是均匀的薄凝胶层或颗粒，对纺织基材的机械性能和触觉性能影响最小[48-49]。生物技术方法在制备医疗和卫生纺织品中更常见，通常将纺织品基材用作携带材料，当水凝胶处于亲水、溶胀状态时，有助于改善纺织品上水凝胶的机械性能。因此，纺织品基材的生物相容性和水凝胶的最大反应性是至关重要的，水凝胶对织物基材机械和物理性能的影响不那么重要[12]。

4.1 在纺织品敷料中的应用

水凝胶具有保水性和释放性，质地柔软，可结合纺织品制成凝胶纺织品敷料，是目前纺织品敷料的热门研究方向。凝胶纺织品敷料充分利用了水凝胶的特点，一方面可以与不平整的创面紧密贴合，形成湿润的愈合环境，减少对伤口的刺激，避免伤口粘连开裂；另一方面能够吸收伤口渗液，氧气和药物可通过水凝胶缓慢持续地释放到伤口，促进伤口愈合[50]。凝胶纺织品敷料可用于皮肤创伤、溃疡（褥疮、结核、露菌、真菌感染等）、烧伤、烫伤及皮肤病[51]。相比目前使用的纱布或敷料，凝胶纺织品敷料有许多独特的优势，在部分发达国家已实现商品化。我国也有相关的专利，如中空醋酸纤维抗菌型水凝胶敷料[52]和含药物、壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶敷料[53]。

在实例中，基于P-NIPAAm大凝胶及其共聚物的智能伤口敷料通过接枝共聚合与纺织品基质结合，所述接枝共聚合包括在基底上产生自由基，然后将单体直接聚合在纺织品表面上[54]。P-NIPAAm与聚氨酯共聚并接枝到纤维素无纺布上，或与N,N-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）共聚接枝到纤维素载体上[55]。由于聚合物的LCST 在体温范围内，基于P-NIPAAm 的微凝胶迄今为止研究最多[56]。基于P-NIPAAm的微凝胶通过接枝聚合或单独与1,2,3,4-丁烷四羧酸结合应用于纺织品，使微凝胶与纺织品的官能团形成化学结合[24]。为改善其机械性能并降低凝结趋势，已经将P-NIPAAm与其他聚合物如共聚物2-氨基乙基甲基丙烯酸酯共同合成[29]。为获得无菌环境，将不同的抗微生物剂添加到微凝胶中，例如各种形式的银、氧化锌和基于季铵盐的杀生物剂[56]。Chen等[57]制得一种具有3层结构的复合纺织品敷料。壳聚糖凝胶为敷料内层，贴合皮肤，可抑制大肠埃希菌和金黄葡萄球菌的正常活动，同时修复伤口组织的成纤细胞，使其保持较好的活性；温敏性P-NIPAAm为敷料中层，当温度低于其LCST时，该层发生溶胀，黏附性降低，可以减轻更换敷料时患者的疼痛感；PP 无纺布为敷料外层，用来保持纺织品敷料的形态，同时，其孔洞结构易于伤口渗液排出，防止发生二次感染[58]。Goodhead[59]制备的Comfeel敷料具有半闭合式双层结构，外层为通透的聚氨酯薄膜，内层为羧甲基纤维素钠微粒和黏性弹性体，微粒嵌在黏性弹性基质内，具有自黏性。当羧甲基纤维素钠微粒与伤口渗液作用时，会迅速膨胀形成不与创口粘连的凝胶，具有较强的渗液吸收能力和良好的蒸发性，能快速溶解焦痂，清除腐败组织，并促进伤口愈合。潘燕等[60]制备了一种亲水性智能伤口敷料（PUF），可在潮湿环境中保护受损组织。徐雄立[61]以壳聚糖和明胶作为主要原料，用静电纺丝法制备含有纳米银的明胶基凝胶纳米纤维，此种纤维具有良好的机械性能和5 g/g的平衡溶胀度，采用这种纤维制作的敷料对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌皆有99%以上的抑菌率，是理想的医用敷料材料。据报道，3M公司已开发出一款名为“Tegaderm”的纳米纤维敷料产品，具有愈合迅速、不留伤疤、成本低廉等优点；该敷料为PCL/凝胶纳米纤维网铺敷于PU 网材上，不仅生物相容性好，而且机械性能优异[62]。

纳米凝胶已被用于医用纺织品领域，作为伤口敷料、组织工程和活性物质递送的智能涂层。有一种纳米凝胶的智能伤口敷料采用普鲁兰多糖纳米凝胶，将胶原蛋白承载到由硅酮制成的Nano Clik膜上[37]，该涂层能促进伤口愈合并保护伤口免受感染。在另一项研究中，将10～50 nm 的纳米银粒子嵌入聚乙烯醇（PVA）凝胶中，然后应用于棉织物；该PVA 的羟基稳定了银纳米粒子以防止其聚集和进一步生长，可达到细菌显著减少和伤口更快速愈合的作用[35]。为了设计智能伤口敷料，将温度响应型纳米凝胶[聚（N-异丙基丙烯酰胺）-co-烯丙基胺（PNIPAm-co-ALA）]与掺入的硝酸银接枝到无纺聚丙烯织物上[27]。纳米凝胶颗粒在高于P-NIPAAm LCST 以上的温度下具有72 nm 的直径，在该温度下，细菌生长被阻止。纳米凝胶可通过静电纺丝添加到纺丝原液中。复合聚（己内酯）微纤是由聚（乙烯基己内酰胺）和2-（甲基丙烯酰氧基）乙基乙酰乙酸酯（PVCL/AAEM）共聚物组成的纳米凝胶纺丝而成[43]，使用了2种不同的溶剂体系：甲醇/甲苯和氯仿/二甲基甲酰胺。用甲醇/甲苯纺出的纤维具有3 mm的直径，并且纳米凝胶颗粒位于纤维芯的中心；而使用氯仿/二甲基甲酰胺纺出的纤维直径为1 μm，纳米凝胶颗粒在纤维表面，干燥状态下，水凝胶纳米颗粒的尺寸为100 nm。王彩霞[63]制备了具有抗菌性的细菌纤维素（BC）基复合材料，其生物相容性好，可用于创伤敷料。抗菌性实验表明，在BC、BC/聚丙烯酰胺（PAM）、BC/海藻酸钙（CA）3 种材料中，BC/CA 更易作为银纳米粒子稳定成型的模板；3 种材料均具有较强的抗菌性，尤其是对金黄葡萄球菌，其中，BC-CA/Ag-NPs的抗菌性最好；生物相容性实验表明，BC-CA/Ag-NPs具有较好的生物相容性。

4.2 在纺织品舒适整理中的应用

纳米凝胶和微凝胶均可用于改善舒适度。为了达到对温度和pH的双重响应，聚N-异丙基丙烯酰胺可与壳聚糖（PNCS）微凝胶结合使用，无表面活性剂的乳液聚合可制备粒径为200 nm的微凝胶，再通过羧甲基化和胺化活化得到PNCS微凝胶[21,64]。

PNCS微凝胶可应用于不同的纺织品基材，如棉、聚酯和聚酰胺[12]，可通过各种手段增加纤维上的活性基团，增强对微凝胶的吸附，例如，羧甲基化（如使用一氯乙酸）可形成羧甲基；而用活性染料将棉织物染色，然后还原可使棉织物胺化，从而在纤维表面上形成氨基。胺化PNCS 微凝胶涂层织物的pH 响应性优异，2种活化的织物温度响应性相当。氧气、氮气和氩气低温等离子体用于棉织物的物理活化，不仅能增加纤维表面官能团的数量，而且通过等离子体蚀刻增加了纤维的粗糙度，获得更大的接触表面，因此，PNCS微凝胶对纤维的黏附性更大[65]。

PNCS 微凝胶与交联剂即1,2,3,4-丁烷四羧酸（BTCA）[48,66]和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的组合已被研究[26,67]。在BTCA 存在的情况下，将PNCS 微凝胶应用于棉织物，BTCA与纤维素、壳聚糖的羟基反应形成酯键，并与壳聚糖的游离氨基形成酰胺。将PNCS 微凝胶与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺交联剂组合使用时，预先用丙烯酸处理的聚酯织物，在二苯甲酮光引发剂存在下，经紫外光照射实现交联。在另一项研究中，PNCS 微凝胶在聚酯织物上的应用通过溶胶-凝胶技术实现，生成聚硅氧烷基体覆盖于聚酯织物上。由于聚硅氧烷基质的弹性特性，PNCS 微凝胶颗粒可以没有任何限制地膨胀、收缩，增加了水凝胶涂层的耐洗牢度[23,68]。李金才等[69]以PNCS/聚（N-异丙基丙烯酰胺）对氨基改性聚酯进行微凝胶整理，整理织物有温度响应和智能调节水蒸气透过的作用，低温时导湿，高温时利于水汽透过，可提高织物的穿着舒适性。Chen 等[70]通过紫外光引发在PP 织造布表面接枝共聚了P-NIPAAm 温敏水凝胶，极大地改善了表面亲水性，而且受P-NIPAAm 温敏水凝胶的影响，接枝聚丙烯非制造布能响应温度变化，调节吸湿透气性。Save等[71-72]将N-叔丁基丙烯酰胺（NTBA）和丙烯酰胺（Am）线性共聚物涂层到棉织物上，相转变温度为15～40 ℃，涂层织物的溶胀能在20 min 内完成，退溶胀仅用2～3 min。当相对湿度为20%，以未涂层织物为基准时，此共聚物涂层织物的水蒸气透过率（WVTR）在15 ℃时为58%，在45 ℃时为94%，而无温敏性聚丙烯酰胺涂层织物的WVTR 在15 ℃时为70%，在45 ℃时为96%。可见共聚物涂层织物的WVTR 对环境温度变化表现出了明显的响应，可用于纺织品的舒适整理中。白会东[73]将P-NIPAAm/PVA 水凝胶应用于运动内衣，在一定程度上改善了其舒适性。WANG Xiaowen等[74]制备了聚乙二醇（PEG）、聚ε-己内酯（PCL）、六亚甲基二异氰酸酯（HMDI）的三元嵌段共聚物水凝胶，然后将其涂覆在吸水无纺布的一面，织物表现出温度触发的溶胶-凝胶转变行为；当周围温度接近34 ℃时，液体包括汗液、血液和其他体液，可从涂有疏水凝胶涂层的织物一侧单向传递至未经处理的一侧。Glampedaki等[75]将乙酰壳多糖嵌入到热敏聚丙烯酸水凝胶中，制备一种复合水凝胶；将该水凝胶掺入到聚酰胺6,6 织物表面，可以显著提高聚酰胺纤维的润湿性，用于制备调温调湿织物。

4.3 在纺织品功能整理中的应用

将不同的活性物质添加到纳米凝胶结构中可以获得具有保护功能的纺织品。刺激响应型水凝胶通常可用于纺织品抗菌、除臭、防虫、抗紫外、抗水浸等功能性整理中。

将基于P-NIPAAm 的纳米凝胶和掺入银纳米粒子的甲基丙烯酸（MAA）在合成期间或之后涂覆到非织造布上可获得抗菌性能。分析表明，纳米凝胶粒径在180～200 nm，在合成过程中添加银纳米粒子会有较少的团聚和较小的粒子尺寸[28]。Liu 等[76]用PNIPAAm 与顺丁烯二酸酐-β-CD 合成了一种凝胶共聚物，具有温度、pH 双重敏感性和包含分子的功能，可以根据外界刺激释放包含的功能分子，应用于织物的芳香、抗菌和除臭整理。张俊芝等[77]以生物相容性良好的精氨酸（M-Arg）为原料，经过改性制备具有两性离子基团的M-Arg 单体，然后与NIPAAm 经自由基共聚制备生物相容性良好、具有温敏性的P(M-Arg/NIPAAm)系列复合水凝胶敷料，可用于纺织品的抗菌整理。Sharma 等[78]使用2步自由基聚合法将聚苯胺链成功导入瓜尔胶/丙烯酸体系中，制备了具有抗菌活性的导电水凝胶；抑菌测试表明：对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌均具有抑菌活性。尹国强等[79]采用含有烯丙基结构的季铵盐辛烷基烯丙基二甲基氯化铵（OADMAC）和丙烯酰胺为原料、过硫酸钾为引发剂、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，通过反相悬浮聚合法合成具有抗菌性能的高吸水性凝胶材料，其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌等微生物菌株均有杀灭和抑制生长的作用，季铵基团的含量越高，抗菌效果越好。此外，将湿纺的凝胶态纤维浸入抗菌防臭剂溶液中，可把抗菌防臭剂溶液封入内部，使织物起到抗菌防臭的作用。由于凝胶材料具有缓释性的作用，因此，这种纤维区别于一般抗菌纤维之处在于无论是轻微活动还是剧烈运动，既不让细菌任意繁衍，也不杀死全部细菌，控制皮肤表面细菌的数量维持在正常水平[80]。

由载有杀虫剂苄氯菊酯的β-环糊精（CD）组成的纳米凝胶，可用于羊毛和其他角蛋白纤维的抗虫及防蛀整理[36]。Mide 公司生产的Smart Skin 潜水服在常用的氯丁橡胶保温材料内侧多加了一层温敏水凝胶与聚氨酯泡沫的复合物，利用温敏水凝胶根据温度变化发生体积变化响应的特性，调节潜水服对水的透过率，实现温度调节。据报道，在水温极低的情况下，Smart Skin的保暖性能比常规潜水服提升70%[81]。

天津工业大学对智能型抗浸服进行了系统研究，初步取得了一些进展[82-83]。目前已经合成出相转变温度在20 ℃左右的温敏性水凝胶，拟通过一定方法将其和织物结合，使其在感知低温的海水后溶胀，起到抗浸的作用。

Trombino 等[84]将丙烯酰氯接枝到纤维上，其与N,N-二甲基丙烯酰胺在NH3/尿素的水溶液中进行自由基聚合，再通过酰基化反应将阿魏酸接枝到水凝胶的自由羟基上。研究发现，该水凝胶具有抗氧化性，可提高纺织品的耐晒牢度。

刘茜等[85]利用一种名为聚N-异丙基丙烯酰胺（PNI-PAM）的光敏性水凝胶制备了一种薄膜材料；在高温环境中，其能自动调节紫外线的透过率，使人体皮肤免受伤害。当温度高于PNI-PAM 的体积相变温度时，PNI、PAM 分子相互集聚成微球，对光的散射增强，薄膜的透光性降低。

Radhakumary 等[86]以P-NIPPA 改性的壳聚糖作为载体，混入环丙沙星，制备了具有抗菌性能和药物缓释作用的温敏性凝胶。银系抗菌水凝胶也多次被报道[87-89]，银具有高效的抗菌性，可通过浸渍、共混等方法赋予纺织品抗菌或抑菌功能。Liu 等[90]制备的谷胱甘肽复合银离子凝胶，对铜绿假单胞菌、大肠杆菌、表皮葡萄球菌等有很好的抑菌作用。Vimala等[91]制备的多孔性银壳聚糖纳米复合薄膜，由于两者的协同作用，在抗菌性能方面表现优异。另外，也有采用抗生素，例如庆大霉素、三氯生、苯扎氯胺等，添加到敷料中起抗菌作用的报道。胍盐低聚物（PHMG）具有高效广谱的抑制、杀灭微生物的能力，而且对人体安全无毒，价格较低廉。程惠蕾等[92]将胍盐低聚物（PHMG）与水凝胶的基体分子相键合，成功地解决了PHMG易溶于水、易流失这个问题，可用于纺织品整理，获得持久的抗菌性。

4.4 在纤维制造中的应用

英国剑桥大学的研究人员以一种凝胶为原料，通过纺丝技术从中拉出长丝，过程与蜘蛛吐丝类似。这种凝胶的成分98%为水，其余成分为经特殊处理的二氧化硅纳米粒子与纤维素，通过瓜环的形式结合在一起。在凝胶中富含水的情况下，不同分子间的相互作用使它们结合形成复杂的超分子结构，可以在室温下拉成直径仅几μm的长丝，约30 s后，丝线中的水分挥发，留下韧性和弹性都很高的纤维。这种纤维的抗拉强度约为100～150 MPa，约相当于天然蜘蛛丝的1/10，高于黏胶纤维和人造纤维等部分合成纤维以及人和动物毛发等天然纤维；此外，它还具有非常高的阻尼，可以吸收大量的能量。这些属性使这种纤维可用于制造特殊纺织品及传感器等。据悉，与现有生产方法相比，这项新技术能耗低，不需使用有毒溶剂，而且在室温下就能运作；还可用于改进人造蜘蛛丝及其他各种合成纤维[93]。

4.5 在纺织品过滤分离材料中的应用

刺激响应型水凝胶功能化的纺织材料可以用作过滤系统，即用于水油分离。在发生灾难性事件的情况下，这些材料可以帮助清理海洋。为了实现水油过滤，将温度和pH 响应型PDMAEMA 水凝胶应用于不锈钢网，在控制的pH 和温度下实现水与油的主动分离。当温度低于55 ℃且pH 小于13 时，水能够通过纺织材料，而油被抑制；当温度升至55 ℃以上并且pH 升至13 以上时，水凝胶颗粒萎缩，水和油能通过织物[39]。基于P-NIPAAm 或PAA 的刺激响应型水凝胶可实现超亲水性到超疏水性的转变，将PNIPAAm水凝胶涂覆在弹性聚氨酯上可实现温度响应型可切换的超亲水性，其中，P-NIPAAm 的LCST 为32 ℃，通过将P-NIPAAm 和BIS 溶解在APS 中，并通过强力旋转纺成超细纤维垫来制备水油分离织物。该纺织复合材料具有优异的水油分离性能、机械强度和弹性[40]。Sidorenko和他的团队合成了2种包含蚀刻硅的PAA 杂化水凝胶，在空气中具有超疏水作用，而在水中转变为亲水状态，润湿行为在干燥时是可逆的，该水凝胶可用于制备过滤纺织材料[38]。

4.6 在纺织印染废水处理中的应用

纺织印染废水具有有机物含量高、成分复杂、色度深、水质变化大等特点，是公认难处理的工业废水之一。针对纺织印染废水的处理方法有物理、化学和生物脱色等，其中，利用吸附剂吸附染料的物理方法简单易行、经济有效[94-95]。

林松柏[96]采用泡沫分散聚合法制得互穿结构超大孔凝胶复合物，对染料阳离子蓝GRRL 的脱除率达98.5%，吸附容量达9.72 mg/g，第5次重复使用时，脱除率仍有89.7%。杨格格[97]研究了羧甲基纤维素/聚乙二醇/丙烯酸水凝胶对亚甲基蓝的吸附性，测得其最大染料吸附量为1 878.8 mg/g，可作为新型印染废水吸附剂。Yildiz 等[98]将乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸甲酯通过自由基均聚或共聚合成了一种新型pH 敏感凝胶，可吸附重金属离子Cu2+、Cd2+、Ni2+和Zn2+，因而能用于重金属污染水的净化。吴鹏等[99]基于pH 反转的落球法制备出纤维素、海藻酸钠不同质量分数的水凝胶球，在海藻酸钠质量分数小于等于50%时，凝胶保持稳定的球形结构，内部呈现丝状交叉的三维网络多孔结构，海藻酸钠和纤维素复合凝胶通过物理聚集结合在一起。海藻酸钠质量分数为50%的复合凝胶球对阳离子染料有良好的吸附效果，对亚甲基蓝吸附量为163.36 mg/g，吸附过程满足准二级动力学，属于吸附剂和吸附物的电子共用、转移为限速步骤的化学吸附过程，吸附后的吸附剂可以通过0.1 mol/L 的HCl 溶液进行解析，5 次吸附脱附后仍能保持初始值81%的吸附量。Karthika等[100]以过硫酸铵为引发剂、N,N,N',N'-四甲基乙二胺为促进剂、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用微波辐射技术的自由基聚合方法制备了结冷胶/聚甲基丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯水凝胶，吸附研究表明：该凝胶可有效除去阴离子染料和甲基橙。曹孟杰[101]制备了一种水凝胶，可以吸附离子染料。分别制备具有温度和pH 敏感性的N-异丙基丙烯酰胺/壳聚糖（PNIPAAm/CS）半互穿网络水凝胶、具有温度和盐敏感性的N-异丙基丙烯酰胺/海藻酸钠（PNIPAAm/AG）半互穿网络水凝胶。在PNIPAAm/CS和PNIPAAm/AG 的基础上制备了β-环糊精聚合物/聚丙烯酰胺/壳聚糖（CDP/PNIPAAm/CS）、β-环糊精聚合物/N-异丙基丙烯酰胺/壳聚糖（CDP/PNIPAAm/AG）半互穿网络水凝胶。CDP/PNIPAAm/CS水凝胶可作为阴离子染料的吸附材料，对酸性大红AR 18 有吸附能力，且吸附能力随壳聚糖用量、振荡速率和染料初始质量浓度的增大而增大，随染液pH、温度的升高而降低。CDP/PNIPAAm/AG 水凝胶可作为阳离子染料的吸附剂，对甲基紫有较好的吸附能力。Li Hong 等[102]将磺化的石墨烯（SG）掺入聚乙烯醇（PVA）网络中，制备了一种石墨烯/聚乙烯醇（SG/PVA，简称SP）复合水凝胶，可以智能吸附阳离子染料。将磺化的SG 掺入到PVA网络中，所制备的水凝胶表现出较强的机械性能，并对阳离子染料如亚甲基蓝、孔雀石绿有特异性吸附，可以选择性吸附染料，使混合物分离。刘婉宜等[103]制备了表面分布有胺基和羧基残基的聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶，利用这2种功能基团与重金属离子形成螯合物；分别考察了该水凝胶对Cu2+、Pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附性能，发现这4 种重金属离子的最大吸附量分别为185.73、587.99、208.42、402.86 mg/g。叶满辉等[104]以戊二醛为交联剂制备得到一种具有高效吸附能力的水凝胶聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶，对Pb2+的最大吸附量可达972.35 mg/g；这主要是因为聚天冬氨酸结构中含有肽键和羧基，而木质纤维素结构中又存在很多如醇羟基、酚羟基、羰基等基团，这些功能基团均能够与重金属离子发生作用，使该水凝胶拥有很强的吸附能力。Im等[105]通过静电纺丝将TiO2固定于PVA水凝胶纤维上，得到一种可用于污水处理的光响应型催化物。当水凝胶纤维本体作为载体吸附离子后，由于TiO2微粒对其催化降解，水凝胶纤维可在阳光下降解阳离子及阴离子型染料，凝胶吸附染料的过程为假一级反应，而染料的降解过程为三级反应。

5 展望

刺激响应型水凝胶具有含水量高、生物相容性好、对于外界环境条件的刺激具有响应性等优点，能赋予传统纺织品更多的功能性和智能性，因而在纺织品领域具有广阔的应用前景。但目前在纺织品服装方面的研究大多是开拓性的工作，仍有许多课题尚未被广泛研究，离实用、商业化还存在一定距离。

随着科学技术的进步与发展，水凝胶在纺织领域的应用将会越来越广泛。预计刺激响应型水凝胶未来在纺织品领域的研究将集中在以下方面：（1）天然高分子水凝胶与其他材料制备复合水凝胶；（2）合成纳米尺寸的水凝胶并将之与不同的纺织材料结合；（3）利用水凝胶制造新型纤维；（4）将水凝胶作为不同功能活性剂的载体；（5）不同刺激响应型水凝胶的复合；（6）提高快速响应型水凝胶涂层的耐久性和耐洗牢度；（7）减少对纺织材料机械性能及手感的影响；（8）生物降解性及无害性研究；（9）优化合成方法，降低生产成本。