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传统高弹性体在电子纺织品中扮演的崭新角色

2020-11-27

中国纤检 2020年10期
关键词:电子元件弹性体纺织品

下一代智能技术,如可穿戴设备,以各种前所未有的方式推出。换句话说,人类今天使用的各种意义上的智能表、智能手机和健身追踪器将转变为真正的“可穿戴”和集成设备。例如,智能眼镜看起来与传统眼镜相差无几,几乎看不见有任何先进的嵌入技术痕迹,但却能产生神奇的功效。这种技术变革的浪潮很快就将覆盖智能服装或纺织品领域,准确地说,纺织品电子化正在向我们走来。

想象一下,一件衬衫内置一个心率跟踪器,或一件夹克的袖子里嵌入非接触式支付系统,那么它又将如何改变人类的生活呢?这些智能化装备准确描述了未来的智能服装图样,更确切地说,这是未来的装备模式。

然而,在此类技术臻于成熟之前,必须改进将传统电子元件嵌入衣物出现的问题。如业界试图将一块传统的软电路板做成面料,其效果将不如预期好。首先,这样设计出来的服装不但柔韧性差,反而会使其材质更加坚硬。此外,你永远都不能洗涤这样的衣服,因为沾水后,衣服内置电子设备一定会损坏。

什么是高弹性体?

我们需要更为简便的解决方案来推动智能织物和纺织品的发展,这正是高弹性体(也称人造橡胶或称硅胶)的魅力所在。高弹性体原来只是一种独特的传统橡胶材料或聚合物,这种材料恰好具有令人惊叹的柔韧性和耐用性,其传统功效本身就令人难以置信。它们能够在不破坏其他材料的前提下,以各种方式拉伸和弯曲。今天,高弹性体对于纺织品或电子纺织物而言更能显示出重要性,因为它以一种创新的方式更好地嵌入了电子组件。通过对高弹性体进行改性并嵌入导电元件,再将整个产品嵌入到某些特定的材料中,比如衣物,其表现出来的特性远远超越了其他传统材料。因此,高弹性体可作为各种电子元件的载体,将其嵌入纺织品。这类材料可测量人体的应变力和压力,制成高弹性体传感器或加热元件,甚至可将其用作导电体表面材料。

高弹性体所使用的有机硅胶无害无毒,且防潮可清洗,同时摸起来十分柔软。此外,人们可通过现代印刷技术或熨烫的方法使用高弹性体。聚酯和棉花,这两种材料都适用于高弹性体,且可永久附着在聚合物上。到目前为止,仅有这两种材料适用于高弹性体,还不能产生功能,但人们可通过改进以适用于其他纺织面料。高弹性体基本上可满足一般纺织品和某些织物的条件,这意味着它可安全地嵌入衣服中,而不用担心损坏或迅速退化。

智能化高弹性对纺织业意味着什么?

尽管某些材料(包括高弹性体)发展前景良好,但若要大批量生产相关产品和组件,仍需满足其他工艺要求。若能研发这类产品,那么相关的高弹性的材料需求是否将激增?有什么方法可快速而准确地将其嵌入现代纺织品中呢?这又是另一亟待解决的问题。

对纺织品的直喷印花工艺和其他更为传统的工艺而言,可在非常短的时间内将高弹性体传感器和组件内镶嵌物或印刷在必要的材料上。更重要的是,即使在极快的速度下,也可精确保质保量完成打印,这意味着不必像之前一样经常担心印刷效果不佳。

上述提及的高弹性体同时也符合大规模生产的标准。另外,在熨烫过程比较理想的情况下,也可像直喷印刷一样进行大规模处理,且像加热元件或压力传感器之类的应用程序一样,用于高速熨烫和打印,两者的成功率都非常高。

举一个真实的例子,高弹性体传感器的一个潜在用途是提升运动鞋的弹性和品质。因其特殊的弹性,这种传感器已广泛用于现代鞋品制造。但若进一步将这种电子元件中嵌入其他织物中,运动鞋就很可能新增另一功能,即健身追踪。

因高弹性体及在电子纺织领域的相关应用是可实现的,智能服装和智能面料现在不再只是一概念性名词。业界应引导消费者了解并使用这项技术,这也是一次检验该技术是否适应市场的考验。

(据孟加拉国《今日纺织》https://www.textiletoday.com.bd/role-elastomers-play-e-textiles/近期资料)

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