一种离子型透气智能纺织面料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种离子型透气智能纺织面料及其制备方法和应用，首先聚合物单体、交联剂、离子导电填充物、光引发剂均匀混合形成前驱体溶液，随后将纺织面料浸泡在上述前驱体溶液中，通过紫外光照的自由基聚合使前驱体形成凝胶，获得一种离子型透气智能纺织面料。通过改变聚合物组成能调节智能纺织面料的灵敏度、电导率以及拉伸性能。将所述智能纺织面料用作智能穿戴设备时，能够实时监测脉搏跳动；在低直流电压下能实现电加热抗寒、透气疏汗等功能。本发明专利技术的离子型透气智能纺织面料具有制备简单、便于大规模生产、穿戴舒适和稳定性好等特征，在智能穿戴设备、多功能人造皮肤、物联网传感器等领域具有重要应用前景。传感器等领域具有重要应用前景。传感器等领域具有重要应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种离子型透气智能纺织面料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及导电离子凝胶、智能穿戴设备、智能纺织面料领域，更具体而言，涉及一种离子型透气智能纺织面料、及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]纺织品在人类社会的发展和日常活动中起着至关重要的作用。传统的服装主要是通过控制人体与外界环境之间的热辐射、热传导和热对流来达到维持体内正常温度的目的，这是服装最基本也是最原始的御寒功能。然而，从20世纪70年代末，尤其是80年代初以来，随着生活水平的提高，人们对服装的认识及要求有了很大的改变，并且逐步转变成对服装的“舒适性”、“功能性”及“智能性”的追求[ACS Nano 2021,15,12497
‑
12508]，其中智能纺织品是近些年来出现的纺织新品种，是采用新技术开发的织物，可以为穿着者提供附加值，超越了传统纺织品的单一保温功能。
[0003]现在智能纺织设备在可穿戴人体监控，医疗保健和个人热量管理的潜在应用受到越来越多的关注。常见的应用在智能纺织面料的材料有MXene、二硫化钼、导电纺纱、石墨烯、金属及其氧化物等电子型智能纺织品[Chemical Engineering Journal,2021,406,126898]，其通过使用导电纺织品编制完全以纺织品形式进行智能监测，目前已经开发和研究了电子型健康监测的智能纺织品，通过将生理和环境监测的印刷传感器集成到纺织品中，例如以导电纱线可用于制造基于织物的传感器，将金属导电物质通过化学层积或浸泡涂敷在织物表面来实现监测传感的功能[Nano Energy,2019,56,16
–
24]，但目前的电子型智能纺织面料设备仍面临着功能单一、易脱落、使用场所单一、使用寿命短、舒适度较差和美观度不足等挑战，亟待解决办法。水凝胶作为一种离子型柔性固态导电物，在智能纺织品领域的应用能够解决部分功能单一、舒适度较差等问题，可由于其内部导电介质水的热稳定窗口较窄，挥发性较大，无法实现多变环境下的实际应用，从而解决使用寿命短、易脱落等难题。而离子凝胶由于其导电填充物的特性能够完好的弥补水凝胶的导电介质缺陷，并且由于拥有其优异的机械性能、透光性、耐溶剂性、可回收性、热/化学/电化学稳定性等优点，被广泛应用于应变传感器、软机器人、可伸缩触摸板、电致动器、可穿戴设备领域等领域[Adv.Mater.2021,33,2105306]。正好契合了现代智能纺织面料的需求，为其领域材料的选择提供了一种全新的思路。

技术实现思路

[0004]针对现有的智能纺织材料用于智能穿戴设备难以同时满足透气性、舒适性、功能性和使用稳定性等功能于一体的难题，本专利技术通过结合离子凝胶和纺织面料技术，制备一种离子型透气智能纺织面料，并将其应用于智能穿戴设备领域。
[0005]为了实现这个目标，本专利技术选取了能实现多功能的离子凝胶与透气性和舒适性较好的纺织面料。
[0006]将聚合物单体、交联剂、离子导电填充物、光引发剂均匀混合形成前驱体溶液，将
纺织面料浸泡在上述混合均匀的前驱体溶液中，通过紫外光照的自由基聚合反应使前驱体溶液在纺织面料表面快速形成聚合物凝胶，从而形成一种离子型透气智能纺织面料。
[0007]聚合物单体选用丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、苯乙烯类单体、乙烯基类单体中的一种或几种。
[0008]优选地，所述的丙烯酸酯类单体包括4
‑
羟基丙烯酸甲酯、4
‑
羟基丙烯酸乙酯、4
‑
羟基丙烯酸丙酯、4
‑
羟基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯中的一种或几种；
[0009]优选地,所述苯乙烯类单体包括苯乙烯、α
‑
甲基苯乙烯中的一种或几种；
[0010]优选地,所述乙烯基类单体包括醋酸乙烯酯、丙烯腈中的一种或几种；
[0011]离子导电填充物包括咪唑类离子液体、吡啶类离子液体、季铵盐类离子液体、季鏻类离子液体、固态离子盐中的一种或几种。
[0012]优选地，所述的咪唑类离子液体包括1
‑
甲基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1
‑
甲基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
甲基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
甲基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
甲基
‑3‑
甲基咪唑溴盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑溴盐、1
‑
甲基
‑3‑
甲基咪唑高氯酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑高氯酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑高氯酸盐、l
‑
甲基
‑3‑
甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑三氟乙酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑三氟乙酸盐中的一种或多种；
[0013]优选地,所述吡啶类离子液体包括N
‑
辛基吡啶溴盐、N
‑
己基吡啶溴盐,N
‑
己基吡啶双三氟甲基磺酰亚胺盐、N
‑
己基吡啶四氟硼酸盐、N
‑
己基吡啶六氟磷酸盐、N
‑
丁基吡啶溴盐,N
‑
丁基吡啶双三氟甲基磺酰亚胺盐、N
‑
丁基吡啶四氟硼酸盐,N
‑
丁基吡啶六氟磷酸盐、N
‑
乙基吡啶溴盐、N
‑
乙基吡啶双三氟甲基磺酰亚胺盐,N
‑
乙基吡啶四氟硼酸盐,N
‑
乙基吡啶六氟磷酸盐中的一种或者多种；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子型透气智能纺织面料，其特征在于：聚合物单体、交联剂、离子导电填充物、光引发剂均匀混合形成前驱体溶液，将纺织面料浸泡在所述的前驱体溶液中，通过紫外光照的自由基聚合反应，前驱体溶液在纺织面料表面形成聚合物凝胶，得到一种离子型透气智能纺织面料。2.根据权利要求1所述的一种离子型透气智能纺织面料，其特征在于：聚合物单体包括丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、苯乙烯类单体、乙烯基类单体中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种离子型透气智能纺织面料，其特征在于：所述的离子导电填充物包括咪唑类离子液体、吡啶类离子液体、季铵盐类离子液体、季鏻类离子液体、固态离子盐中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种离子型透气智能纺织面料，其特征在于：所述的交联剂包括多官能度丙烯酸酯类交联剂、多官能度丙烯酰胺类交联剂、多官能度苯乙烯类交联剂多官能度乙烯基类交联剂中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种离子型透气智能纺织面料，其特征在于：所述的光引发剂是1
‑
羟基环己基苯基甲酮、安息香双甲醚、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、2,4,6
‑
(三甲基苯甲酰基)
‑
二苯基氧化膦、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2
‑
甲基
‑1‑
[4
‑
甲硫基苯基]
‑2‑
吗琳基
‑1‑
丙酮、2
‑
异丙基硫杂蒽酮、4
‑
二甲胺基
‑
苯甲酸乙酯、1
‑
羟基
‑
环己基苯基甲酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正东，何子熙，陈蓉，刘举庆，黄维，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：