基于湿法纺丝工艺的热致变色织物的制备及其性能研究

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近年来,多学科的交叉研究和科技生活中的多场景需求推进着智能变色纤维及织物技术的快速发展。柔性显示的研究为信息携带方式和显示界面的发展提供了更多的可能性,目前报道的多数显示界面大多是以薄膜形态出现的,其应用场景存在着一定的限制性。通过低成本、高效率的工艺实现热致变色纤维的制备,进而对由热致变色纤维制得的热致变色织物图案进行应用场景、功能的设计和实现,这对柔性显示界面的场景开发、功能完善与提升具有着很大的推进意义。本文基于电子得失机理的可逆热致变色技术对具有温度响应特性、颜色显示效果的热致变色纤维及织物展开了研究。选用热塑性聚氨酯弹性体作为基底材料,并采用溶液共混方法将热致变色微胶囊均匀分布在基底材料中,制备得到热致变色复合材料,之后通过湿法纺丝工艺制备了单色及多色段热致变色纤维,上述工艺具有均匀稳定、可批量制备的优点。选用刺绣的方式对设计图案进行制备得到热致变色织物,制备得到的热致变色织物是一种可拉伸的、柔韧的二维显示界面,可以对信息进行柔性界面显示。通过对特定位置的温度进行控制,由热致变色纤维制备得到的织物图案可以实现任意位置的可控式颜色变化。本文进一步对丝径500μm的热致变色纤维进行了测试,测试结果表明,热致变色纤维具有一定的拉伸性能,可承受的最大弹性模量为6.29 MPa,断裂伸长率可达500%,热致变色纤维及织物还具有着可水洗性、热稳定性、亲肤性、可穿戴性。此外,通过将色彩和信息结合,织物图案被赋予了一定的信息量,通过手机端可以实现彩色织物图案和互联网的连接。这将有望促进柔性显示领域的发展,对未来柔性动态显示与色彩信息结合方面的研究发展有着重要的推进意义。
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