一种湿度驱动智能衣服及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于功能高分子材料领域，特别涉及一种湿度驱动智能衣服及其制备方法。
【背景技术】
[0002]智能衣服是能够感知外部环境或者内部状态变化，并且做出响应的一种高科技可穿戴产品。随着科学技术的发进步，智能衣服已经逐渐地走入人们的视线，甚至在很大程度上改变着人们的日常生活。多学科交叉的科学技术与传统衣服的有效结合，使智能衣服的种类呈现多样性。目前，智能服装主要包括智能抗菌服装、调温服装、光敏服装、温敏变色服装、形状记忆服装、智能作战服、纳米“隐身”服、智能医疗服、电子智能服装等，这些不同功能的智能服装可以广泛的应用到各个领域。与传统衣服相比，智能衣服作为服装领域的重大革新，使服装的智能化更加深入，而且使用的材料也越来越智能，带给衣服更多附加功能，例如紫外线改变衣服的图案，情绪改变衣服的颜色，智能运动衣追踪心率和呼吸频率，这些智能衣服为人们的生活提供了更多便利。
[0003]如今，智能衣服在智能材料领域取得一定的程度的发展和进步，但仍有一定的缺点和局限。一般的智能服装是由传感器加芯片等电子元件与普通布料结合而成，此种方法不仅编织困难，而且不能直接水洗。此外智能材料的成本较高，不易剪裁等特点，不能更好的满足服装设计需求。
[0004]目前用于形状记忆智能衣服的材料包括形状记忆聚合物和形状记忆合金，这种智能材料可以对外界的激励进行响应并按照预先设定的形状发生形状改变来实现实际应用需求。与形状记忆合金相比，形状记忆聚合物具有成本低、易加工、变形量大、多种激励方式等特点，受到了广泛的关注。聚氨酯作为其中的一种形状记忆聚合物在智能纺织领域得到了快速发展，但这种材料强度低，目前只能在热驱动的方式下进行变形，对未来智能服装的发展有一定的限制。因此，发展多种驱动方法与节能环保相结合的环境友好型智能服装将是一种趋势。
[0005]智能衣服如果能够有效的利用人体自身的环境来实现智能控制体表温度，不需要借助加热或者其他驱动力，将会节省更多的能源和减少空调系统的使用。人体在热环境下产生的汗液可以作为驱动方法，不仅可以作为有效驱动力资源，而且这种湿度控制的智能衣服可以使人体更舒适。因此，开发一种利用人体自身的环境来实现智能控制的智能衣服是必要的。
【发明内容】
[0006]本发明为了解决现有智能衣服制备困难、不可直接水洗以及需要外加电子元件成本高问题，而提供一种湿度驱动智能衣服及其制备方法。
[0007]本发明的一种湿度驱动智能衣服的前胸部分和后背部分具有若干呈规则分布的可开闭单元，所述的可开闭单元由吸湿后可变形薄膜制备而成。
[0008]本发明的一种湿度驱动智能衣服的制备方法按以下步骤进行:
[0009]—、在吸湿后可变形薄膜上切割出若干呈规则分布的可开闭单元，得到带有若干可开闭单元的吸湿后可变形薄膜；
[0010]二、将步骤一得到的带有若干呈规则分布的可开闭单元的吸湿后可变形薄膜作为湿度驱动智能衣服的前胸部分和后背部分制备成湿度驱动智能衣服。
[0011]本发明一种湿度驱动智能衣服可以直接水洗。
[0012]工作原理:本发明的一种湿度驱动智能衣服上的可开闭单元可以根据相对湿度的不同张开不同的角度，通过人体的汗液使开闭单元打开来达到降温的作用，等体表汗液蒸发后，开闭单元闭合至湿度驱动智能衣服无孔隙，保持人体舒适的温度。
[0013]本发明的一种湿度驱动智能衣服是由外层、内层和位于外层与内层之间的若干呈规则分布的拱形支撑结构组成的整体结构，且由外层、内层和位于外层与内层之间的若干呈规则分布的拱形支撑结构组成的整体结构位于湿度驱动智能衣服的前胸部分和后背部分;所述的拱形支撑结构的材料为吸湿后可变形薄膜;所述的拱形支撑结构的拱形高度为2mm ?20mmo
[0014]本发明的一种湿度驱动智能衣服的制备方法按以下步骤进行:
[0015]—、将吸湿后可变形薄膜切割成若干长条，然后将长条在温度为吸湿后可变形薄膜的玻璃化转变温度的条件下制备成拱形支撑结构，所述的拱形支撑结构的拱形高度为2mm?20mm，得到若干拱形支撑结构；
[0016]二、将步骤一得到的若干拱形支撑结构的两个端头呈规则分布的固定在内层上表面上，将步骤一得到的若干拱形支撑结构的拱形最高点位置相应的固定在外层下表面上，得到由外层、内层和位于外层与内层之间的若干呈规则分布的拱形支撑结构组成的整体结构；
[0017]三、将步骤二得到的由外层、内层和位于外层与内层之间的若干呈规则分布的拱形支撑结构组成的整体结构作为湿度驱动智能衣服的前胸部分和后背部分制备成湿度驱动智能衣服。
[0018]本发明一种湿度驱动智能衣服可以直接水洗。
[0019]工作原理:本发明的一种湿度驱动智能衣服可以根据相对湿度控制衣服的厚度，在一定温度下将形状记忆聚合物制备成拱形支撑结构，其具有一定的起拱高度，通过人体的汗液使拱形支撑结构高度迅速降低到三层膜平行接触放置的厚度之和，从而将拱形支撑的衣服变薄，让身体感到凉爽，当汗液挥发后，拱形支撑结构回复到之前的高度，智能衣服回复到初始形状，通过外层与内层之间的空气层起到降低热传导保温的作用。从而可以有效的利用人体汗液实现智能调节人体体表温度。
[0020]本发明有益效果
[0021]本发明提供了一种湿度驱动智能衣服，通过不同的结构设计来调节人体的温度，从而减少空调系统的能量消耗。此种衣服可以直接通过人体的汗液及体表温度来达到一种智能响应，在室内有效的调节人体温度，减少空调的使用。而且本发明的智能衣服不怕水洗，在水中多次洗涤后仍然可以保持吸水性和对湿度的响应，且强度不会因为洗涤次数的增加而降低。此外，本发明的智能衣服省去了其他电子元件，节能环保。
[0022]本发明的具有优点如下:
[0023]1、本发明的Naf1n膜具有稳定的性质，对温度和湿度都可以响应，剪裁容易；
[0024]2、本发明的可开孔闭合结构的Naf1n智能衣服具有优异的湿度激励响应性能，而且在不同湿度下(出汗量不同情况下)张开角度不同，可以在几秒钟内快速反应；
[0025]3、本发明的拱形支撑结构的Nafi1n智能衣服具有自动调节衣服厚度的性能，可以根据出汗情况实时调控衣服厚度来保持人体舒适温度；
[0026]4、本发明设计的Naf1n智能衣服可以直接水洗，几十甚至上百次洗涤后仍然保持很强的吸水特性和强度。
【附图说明】
[0027]图1为试验一的一种湿度驱动智能衣服的示意图；
[0028]图2为试验一的一种湿度驱动智能衣服的照片；
[0029]图3为试验九的一种湿度驱动智能衣服的具有拱形支撑结构部分的示意图，其中I为外层，2为拱形支撑结构，3为内层；
[0030]图4为试验一的一种湿度驱动智能衣服的吸水膨胀率的趋势图；
[0031]图5为试验一的一种湿度驱动智能衣服的储存模量的趋势图；其中a为水洗O次，b为水洗1次，C为水洗20次，d为水洗30次，e为水洗40次，f为水洗50次。
【具体实施方式】
[0032]本发明的技术方案不局限于以下【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的任意组合。
[0033]【具体实施方式】一:本实施方式的一种湿度驱动智能衣服的前胸部分和后背部分具有若干呈规则分布的可开闭单元，所述的可开闭单元由吸湿后可变形薄膜制备而成。
[0034]本实施方式一种湿度驱动智能衣服可以直接水洗。
[0035]工作原理:本实施方式的一种湿度驱动智能衣服可开闭单元可以根据相对湿度的不同张开不同的角度，通过人体的汗液使开闭单元打开来达到降温的作用，等体表汗液蒸发后，开闭单元闭合，保持人体舒适的温度。
[0036]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述的吸湿后可变形薄膜为他打011膜或(?44^^!0/从^63。其它步骤与参数与【具体实施方式】一相同。
[0037]本实施方式中所述的Naf1n膜为市售产品。
[0038]本实施方式中所述的(PAA/PAH)/N0A63是按照:Ying Ma , et al ,Angew.Chem.2011,123,6378-6381 中记载的方法制备的。
[0039]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:所述的可开闭单元的