變色材料在智能紡織服裝上的應用與發展趨勢

朱 穎，顏辛茹，楊 亞

（常熟理工學院 紡織服裝與設計學院，江蘇 常熟 215500）

2021年是“十四五”規劃的開局之年，全國在蓄勢打造紡織服裝優勢行業，紡織服裝行業正朝著 智能化方向發展，以拓寬行業的發展空間。近年來，隨著社會經濟、文明的持續騰飛以及多元文化的碰撞與融合，人們的審美多樣化，對服裝的多功能需求提高，在傳統的服裝材料與風格上融入智能化理念，是紡織服裝的發展方向。變色材料作為智能材料的一個分支，憑借現代化的高性能技術，在紡織服裝行業應用廣泛、發展迅速。

1 變色材料及紡織品的概念及分類

變色材料是指因為外部環境條件的改變而產生顏色變化的材料。變色材料按照外界引發變色的因素，大致可以分為光敏變色材料、熱敏變色材料、電致變色面料、壓敏變色面料以及濕敏變色面料[1]。所謂的變色紡織品，就是不同的變色材料在各種紡織品上的應用，是指根據不同外界環境條件的改變而發生顏色變化的紡織品[2]。同樣，可以按照外部變色因素對變色紡織品進行分類。本研究主要就光敏變色材料和熱敏變色材料的制備方法、國內外的應用現狀，發現問題、提出改進意見并預測其在紡織服裝行業的發展趨勢。

2 變色材料的制備方法

按照生產和加工工藝方式的不同，變色材料制備工藝主要分為4種：溶液紡絲法、熔融紡絲法、后整理法和接枝聚合法[3]，如圖1所示。

圖1 變色材料制備工藝和方法

溶液紡絲法是指在一種由高聚物溶解而成的紡絲液中添加可逆變色的染料和避免染料轉移的試劑。熔融紡絲法是將變色染料分離在樹脂載體中制成的色母粒與一般成纖高聚物混溶紡絲，該方法對變色染料的耐熱性能有較高要求，因此，染料的選擇受到限制。后整理法是指將變色染料進行一系列加工，制得變色纖維，該方法的要點是制備和選擇變色染料，目前使用較多的是用微膠囊技術制成的變色染料，不僅可以持久變色、熱穩定性好、能抗氧化，還易于操作。接枝聚合法是利用變色單體接枝到纖維表面，使纖維具有變色功能。

3 變色紡織品的應用

變色材料可以分為兩種類型：可逆變色和不可逆變色。可逆變色的光敏變色紡織品和熱敏變色紡織品廣泛應用于實際生活中[4]。

3.1 光敏變色紡織品

光敏變色紡織品是一種在光源刺激下會變色的紡織品。具有可逆變色功能的光敏變色材料作為環保、無毒無害的新型材料，一直受到關注，并被應用于多個領域。光敏變色纖維材料分為有機材料和無機材料。在紡織服裝領域，可逆變色的有機類織物才有較大作用。光敏變色纖維由于顏色變化豐富，不僅能滿足消費者對個性化、功能性服裝的追求，還能促進人與環境和諧共生。使用光敏變色材料制成的各種繡花線、針織紗、機織紗等，除了用于制作常服與日用品外，還可以制作成“變色龍”式的變色軍服，實現軍事偽裝[5-6]。

3.2 熱敏變色紡織品

熱敏變色紡織品是指隨著溫度變化而變色的一類紡織品。熱敏變色材料根據材料的組成和特性，可以細分為有機材料、液晶和無機材料。材料性能的差異直接決定了熱敏變色紡織品不同的特征及其變色機理[6]，因此，熱敏變色材料作為一種新型智能材料，可廣泛應用于工業防偽、紡織材料、航空化工、醫療診斷等領域。

3.3 國內外發展現狀

國內在變色材料研究方面相較于國外起步晚且存在一定的差距。國外已經將光敏和熱敏變色材料廣泛應用于紡織品印花方面，已有一系列光敏印花產品問世，且光敏變色服裝的銷售已形成一定規模的產業。國內光敏變色材料在紡織服裝方面的應用還沒有得到全面推廣，且光敏變色服裝的款式少，制作工藝較復雜，消費市場尚未成熟。因此，需加強對光致變色服裝的變色效果、性能和制備方法的研究，突破相關的技術壁壘，打造具有良好服用性能的光致變色智能服裝，在保持本國風格的同時，還要借鑒國外優秀設計案例，擴大智能變色服裝民營市場的規模。

4 變色紡織品的發展趨勢

在目前的智能變色紡織品的研制開發過程中，主要思想都是根據某種特定的變色要求，結合相應的變色纖維，以紡絲或者后整理的方式加入紡織品中。目前國內外對變色紡織品的研究基本都是可逆變色的有機類材料，對無機類變色材料的關注較少。雖然無機光敏變色發展遲緩，但其受外界環境影響較小，且耐疲勞性和耐光性良好[7]。社會經濟和科學的發展推動了變色材料在智能紡織品上的應用。

4.1 技術與藝術相結合

在紡織服裝上應用高性能變色材料，除了要滿足服裝的功能性要求外（如將變色材料應用于兒童服飾和病號服上，便于檢測體溫；“變色龍”一樣的變色軍服可用于軍事偽裝），還要注意紡織品款式的多樣性和結構的合理性，包括對紡織品內在美的追求[1]。

4.2 傳統與現代相結合

變色紡織品在研制開發過程中，不僅要與時俱進、彰顯時代特征，還要和歷史、民族、傳統文明、自然等產生聯系[1]。

4.3 服用性能良好

智能變色紡織品主要是民用產品，需要服務大眾，保證其具有良好的舒適性、透氣性、耐水洗性、色牢度等，同時該類服裝也要便于人類穿著。

4.4 價格適中

目前，變色材料的成本較高，在紡織服裝領域尚不能大面積使用，無法形成一條大規模的新型變色紡織品產業鏈，亟需研究低成本的變色材料組合策略，以滿足不同層次的消費市場，便于營銷。

5 智能變色運動衛衣設計實例

結合市場實際，以18~25歲追求潮流的青年為目標群體，設計智能變色運動衛衣（圖2）。整體采用光敏變色紡織品面料，對光的變化反應靈敏，在室內為白色，在室外光照條件下可以呈現綠色、紅色、紫色的色塊和線條變化，由靜態變為動態。這套服裝采用拼接的色塊、寬松的剪裁、流暢的廓形，能夠擺脫束縛感，青春靈動的連帽設計兼具美觀性與實用性，能夠激發消費者的購買欲望。

圖2 運動衛衣

6 結語

在這個科技日新月異、文化百花齊放、審美多元發展的社會，變色材料在智能紡織品上的應用要呈現技術與藝術相結合、傳統與現代相結合、服用性能良好、價格適中的發展趨勢，同時研究并開發無機類變色材料。唯有這樣，才能促使我國形成更大規模的智能變色紡織服裝的新型產業群，也為智能變色紡織領域的研究開發提供一些思路。