变色材料在智能纺织服装上的应用与发展趋势

朱 颖，颜辛茹，杨 亚

（常熟理工学院 纺织服装与设计学院，江苏 常熟 215500）

2021年是“十四五”规划的开局之年，全国在蓄势打造纺织服装优势行业，纺织服装行业正朝着 智能化方向发展，以拓宽行业的发展空间。近年来，随着社会经济、文明的持续腾飞以及多元文化的碰撞与融合，人们的审美多样化，对服装的多功能需求提高，在传统的服装材料与风格上融入智能化理念，是纺织服装的发展方向。变色材料作为智能材料的一个分支，凭借现代化的高性能技术，在纺织服装行业应用广泛、发展迅速。

1 变色材料及纺织品的概念及分类

变色材料是指因为外部环境条件的改变而产生颜色变化的材料。变色材料按照外界引发变色的因素，大致可以分为光敏变色材料、热敏变色材料、电致变色面料、压敏变色面料以及湿敏变色面料[1]。所谓的变色纺织品，就是不同的变色材料在各种纺织品上的应用，是指根据不同外界环境条件的改变而发生颜色变化的纺织品[2]。同样，可以按照外部变色因素对变色纺织品进行分类。本研究主要就光敏变色材料和热敏变色材料的制备方法、国内外的应用现状，发现问题、提出改进意见并预测其在纺织服装行业的发展趋势。

2 变色材料的制备方法

按照生产和加工工艺方式的不同，变色材料制备工艺主要分为4种：溶液纺丝法、熔融纺丝法、后整理法和接枝聚合法[3]，如图1所示。

图1 变色材料制备工艺和方法

溶液纺丝法是指在一种由高聚物溶解而成的纺丝液中添加可逆变色的染料和避免染料转移的试剂。熔融纺丝法是将变色染料分离在树脂载体中制成的色母粒与一般成纤高聚物混溶纺丝，该方法对变色染料的耐热性能有较高要求，因此，染料的选择受到限制。后整理法是指将变色染料进行一系列加工，制得变色纤维，该方法的要点是制备和选择变色染料，目前使用较多的是用微胶囊技术制成的变色染料，不仅可以持久变色、热稳定性好、能抗氧化，还易于操作。接枝聚合法是利用变色单体接枝到纤维表面，使纤维具有变色功能。

3 变色纺织品的应用

变色材料可以分为两种类型：可逆变色和不可逆变色。可逆变色的光敏变色纺织品和热敏变色纺织品广泛应用于实际生活中[4]。

3.1 光敏变色纺织品

光敏变色纺织品是一种在光源刺激下会变色的纺织品。具有可逆变色功能的光敏变色材料作为环保、无毒无害的新型材料，一直受到关注，并被应用于多个领域。光敏变色纤维材料分为有机材料和无机材料。在纺织服装领域，可逆变色的有机类织物才有较大作用。光敏变色纤维由于颜色变化丰富，不仅能满足消费者对个性化、功能性服装的追求，还能促进人与环境和谐共生。使用光敏变色材料制成的各种绣花线、针织纱、机织纱等，除了用于制作常服与日用品外，还可以制作成“变色龙”式的变色军服，实现军事伪装[5-6]。

3.2 热敏变色纺织品

热敏变色纺织品是指随着温度变化而变色的一类纺织品。热敏变色材料根据材料的组成和特性，可以细分为有机材料、液晶和无机材料。材料性能的差异直接决定了热敏变色纺织品不同的特征及其变色机理[6]，因此，热敏变色材料作为一种新型智能材料，可广泛应用于工业防伪、纺织材料、航空化工、医疗诊断等领域。

3.3 国内外发展现状

国内在变色材料研究方面相较于国外起步晚且存在一定的差距。国外已经将光敏和热敏变色材料广泛应用于纺织品印花方面，已有一系列光敏印花产品问世，且光敏变色服装的销售已形成一定规模的产业。国内光敏变色材料在纺织服装方面的应用还没有得到全面推广，且光敏变色服装的款式少，制作工艺较复杂，消费市场尚未成熟。因此，需加强对光致变色服装的变色效果、性能和制备方法的研究，突破相关的技术壁垒，打造具有良好服用性能的光致变色智能服装，在保持本国风格的同时，还要借鉴国外优秀设计案例，扩大智能变色服装民营市场的规模。

4 变色纺织品的发展趋势

在目前的智能变色纺织品的研制开发过程中，主要思想都是根据某种特定的变色要求，结合相应的变色纤维，以纺丝或者后整理的方式加入纺织品中。目前国内外对变色纺织品的研究基本都是可逆变色的有机类材料，对无机类变色材料的关注较少。虽然无机光敏变色发展迟缓，但其受外界环境影响较小，且耐疲劳性和耐光性良好[7]。社会经济和科学的发展推动了变色材料在智能纺织品上的应用。

4.1 技术与艺术相结合

在纺织服装上应用高性能变色材料，除了要满足服装的功能性要求外（如将变色材料应用于儿童服饰和病号服上，便于检测体温；“变色龙”一样的变色军服可用于军事伪装），还要注意纺织品款式的多样性和结构的合理性，包括对纺织品内在美的追求[1]。

4.2 传统与现代相结合

变色纺织品在研制开发过程中，不仅要与时俱进、彰显时代特征，还要和历史、民族、传统文明、自然等产生联系[1]。

4.3 服用性能良好

智能变色纺织品主要是民用产品，需要服务大众，保证其具有良好的舒适性、透气性、耐水洗性、色牢度等，同时该类服装也要便于人类穿着。

4.4 价格适中

目前，变色材料的成本较高，在纺织服装领域尚不能大面积使用，无法形成一条大规模的新型变色纺织品产业链，亟需研究低成本的变色材料组合策略，以满足不同层次的消费市场，便于营销。

5 智能变色运动卫衣设计实例

结合市场实际，以18~25岁追求潮流的青年为目标群体，设计智能变色运动卫衣（图2）。整体采用光敏变色纺织品面料，对光的变化反应灵敏，在室内为白色，在室外光照条件下可以呈现绿色、红色、紫色的色块和线条变化，由静态变为动态。这套服装采用拼接的色块、宽松的剪裁、流畅的廓形，能够摆脱束缚感，青春灵动的连帽设计兼具美观性与实用性，能够激发消费者的购买欲望。

图2 运动卫衣

6 结语

在这个科技日新月异、文化百花齐放、审美多元发展的社会，变色材料在智能纺织品上的应用要呈现技术与艺术相结合、传统与现代相结合、服用性能良好、价格适中的发展趋势，同时研究并开发无机类变色材料。唯有这样，才能促使我国形成更大规模的智能变色纺织服装的新型产业群，也为智能变色纺织领域的研究开发提供一些思路。