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以纖維為基體的化學(xué)、物理改性法
該方法主要用于磁性木質(zhì)纖維素纖維的制備。因為木材纖維有胞腔、胞腔間的壁上又有通道,所以可通過物理方法將磁粉微粒填入木材纖維的腦腔中制成磁性纖維,用于制造磁性紙等。將超細(xì)磁性微粒懸浮在水介質(zhì)中,加入木材纖維后劇烈攪拌,使磁性物質(zhì)微粒填充入木材纖維腦腔。再充分水洗除去纖維表面的磁性物質(zhì),然后干燥。這樣制得的磁性纖維其表面很清潔,纖維強(qiáng)力損失少,可用它制成磁性紙。
1·1·3　表面涂層法
該方法是將磁性物質(zhì)涂布在各種纖維表面制成磁性纖維。例如用表面沉積涂布法制成磁性鈦酸鉀纖維。具體做法是將亞鐵鹽水溶液與堿溶液在適當(dāng)條件下先后加入鈦酸鉀纖維分散在水介質(zhì)的體系中,經(jīng)水解和空氣氧化,生成的磁性氧化鐵沉積在纖維表面,制得暗褐色磁性鈦酸鉀纖維,可用于制造磁性復(fù)合材料。
1·1·4　定位合成法
利用某些纖維中可進(jìn)行陽離子交換的基團(tuán),使亞鐵離子與其發(fā)生交換,然后再經(jīng)過水解和氧化,轉(zhuǎn)化為具磁性的三氧化二鋁或四氧化三鐵(統(tǒng)稱鐵氧體)而沉積在纖維的無定形區(qū)中。所生成的磁性物質(zhì)(微粒)在纖維中所處位置受制于原來纖維中進(jìn)行陽離子交換基團(tuán)的位置,故而稱為定位合成法,由于磁性微粒是在空間很小的無定形區(qū)中形成,其尺寸通常很小。由于生成的鐵氧體的尺寸小故能表現(xiàn)出超順磁性。如果基體纖維無陽離子交換基因,則可以借助化學(xué)纖維的改性方法,先將陽離于交換基團(tuán)引入基體纖維,再用合成定位法。
1·2　磁療功能保健織物的作用原理
磁性纖維是一種新型功能纖維材料,是一種纖維狀的磁性材料。磁性纖維制品的磁性強(qiáng)度一般用磁通量來表示,單位為毫韋伯(mwb),通常采用平均值來表示。磁性大小的原因是磁性微粒n極和s極在纖維內(nèi)磁極的無序排列和在織造過程中纖維的交織導(dǎo)致n、s極的重疊和減小,磁通量大小不一致。某一部分磁性疊加增強(qiáng),另一部分減小

削弱,另外磁力線網(wǎng)膜疏密還隨衣著的平展和折皺而變化,這些動態(tài)的變化引起磁性大小的改變正好起到交變的理療刺激。測試表明,如磁性保健襪的磁力線能穿透3 cm的絕緣體,磁通量僅衰減1/2,穿透人體肌膚深度則大于1 cm[2]。
在磁性纖維中均勻排列著含有永久磁鐵的微粒材料,這些磁微粒產(chǎn)生的磁力線由n極到s極構(gòu)成磁性回路,所以織物表面存在著具有n、s極的磁場。緊靠織物纖維邊緣無數(shù)磁性微粒產(chǎn)生的許多n、s磁回路及發(fā)射出去的磁力線,交織成一層看不見的立體磁力線網(wǎng)。這種網(wǎng)膜能對貼近的肌膚進(jìn)行全方位的立體刺激和按摩,使肌膚表面處于微運(yùn)動狀態(tài),激活細(xì)胞代謝能力,促進(jìn)身體微循環(huán)。與肌膚穴位緊貼的磁微粒,發(fā)出的磁力線可以穿透人體的某些穴位。人體在磁場作用下,通過神經(jīng)體液系統(tǒng),發(fā)生電荷、電位、分子結(jié)構(gòu)、生化性能和生理功能方面的變化,從而提高機(jī)體的調(diào)整能力和抗病能力,有利于病理過程向正常方向轉(zhuǎn)化,促使疾病好轉(zhuǎn)或痊愈。
2　影響磁療功能保健織物磁感應(yīng)強(qiáng)度的因素
2·1　磁粉含量
磁粉含量是磁性纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的很重要的決定因素。磁性纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著纖維中磁粉含量的增大而增大。在磁性纖維中,聚合物的作用是粘結(jié)磁粉,且使其粘結(jié)體具有必要的流動性,以保證它能夠被紡制成絲。但從磁性能的角度出發(fā),聚合物被看作磁性體中的“雜質(zhì)”,它的含量增多,將導(dǎo)致磁性纖維的磁性能降低。因此,盡量提高磁粉含量,降低聚合物含量,將有效提高磁性纖維的磁性能。但磁粉含量不能過高,因為磁粉本身為剛性粒子,不易變形,加到聚合物中增大了體系的內(nèi)部摩擦力和流動阻力及復(fù)合材料的模量,導(dǎo)致熔體粘度上升,從而使熔體流動性能變差。因此在保證材料必要的流動性能及機(jī)械力學(xué)性能情況下,盡可能地提高磁粉含量,從而得到磁性能較理想的纖維[3]。
2·2　纖維厚度
在對紡成的纖維充磁過程中,發(fā)現(xiàn)纖維的厚

度對磁性纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度影響很大。磁性纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著樣品厚度的增加而增加,且變化曲線為一條直線。可以把多層的纖維看作是多個單層樣品的復(fù)合,在同一個磁場中被磁化時,各單層樣品獲得的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致,大小基本相同。根據(jù)磁場疊加原理,多層纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度為各單層樣品磁感應(yīng)強(qiáng)度之和?？梢岳么判岳w維磁感應(yīng)強(qiáng)度隨樣品纖維厚度呈線型增加的特性,加工制作較厚的織物,從而得到磁感應(yīng)強(qiáng)度更高的制品,在各個領(lǐng)域尤其是對人體的醫(yī)療保健方面加以利用。
2·3　充磁時間
大量實驗表明,磁性纖維經(jīng)很短時間的充磁就可以獲得較理想的效果,之后隨著充磁時間的延長,磁感應(yīng)強(qiáng)度則略微增長。在磁性纖維的芯料中由于含有高含量磁粉,在熔紡過程中,磁粉在聚合物中分散不均,從而產(chǎn)生磁粉的堆積。對于已規(guī)則取向的磁性粒子來說,瞬間便可著磁,與充磁時間的長短沒有關(guān)系。而聚合物中分散不均勻而堆砌的磁粉在磁場作用下,經(jīng)一定時間取向排列而使纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度有所增長,而被聚合物包覆的磁粉粒子,由于受到聚合物的粘滯阻力較大,在磁場作用下不能扭轉(zhuǎn)取向,故對纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度貢獻(xiàn)較少。所以適當(dāng)?shù)匮娱L充磁時間,會使纖維的磁性有所提高,但并不能無限制地、顯著地提高纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
2·4　拉伸作用
由于卷繞成型的初生纖維結(jié)構(gòu)為無序狀態(tài),物理機(jī)械性能較低,必須經(jīng)拉伸、熱定型等后處理工序的處理,才具有使用價值。為了研究磁性纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著纖維拉伸的變化情況,在相同條件下對纖維樣品做了充磁實驗。實驗表明磁性纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著纖維拉伸倍數(shù)的提高而下降。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因有以下三方面:(1)隨著纖維拉伸倍數(shù)的提高,纖維越來越細(xì),纖度越來越低,這導(dǎo)致纖維中磁粉的堆積度不斷下降,從而使纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度降低。(2)聚合物的大分子和磁粉在一定的助劑作用下熔融混合時,高分子長鏈和磁粉粘結(jié)纏繞,形成空間微弱網(wǎng)狀復(fù)合結(jié)構(gòu)體

系。這時磁粉會有一定的堆積,有利于磁感應(yīng)強(qiáng)度的提高,而纖維被拉伸后,高分子長鏈由卷繞狀態(tài)伸長成一連續(xù)的直鏈,被其粘結(jié)的磁粉粒子也隨之分散開來,并且由于磁粉原來的分布不勻而在拉伸后產(chǎn)生不連續(xù)的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象會導(dǎo)致纖維磁感應(yīng)強(qiáng)度下降。(3)纖維拉伸后,無定型區(qū)減少而結(jié)晶增加,導(dǎo)致磁粉與聚合物間的作用增強(qiáng),這會使磁粉粒子在外加磁場作用下的取向更困難,從而使纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度下降。
為了得到磁性能較高的纖維,在保證纖維必要的物理機(jī)械性能的前提條件下,應(yīng)盡量降低后拉伸倍數(shù)。
2·5　溫度
溫度變化對高聚物分子運(yùn)動的影響非常顯著。溫度升高,一方面運(yùn)動單元熱運(yùn)動能量提高,另一方面由于體積膨脹,分子間距增加,運(yùn)動單元活動空間增大。對纖維進(jìn)行熱處理,使纖維中的聚合物處于高彈態(tài)或粘流態(tài)再充磁,粒子取向增強(qiáng),這樣充磁效果也肯定優(yōu)于常溫充磁的效果。實驗表明:經(jīng)高溫?zé)崽幚淼睦w維的磁感應(yīng)強(qiáng)度比常溫下充磁的纖維的磁感應(yīng)強(qiáng)度明顯提高。同時,高聚物受熱體積膨脹,分子間距增大,為磁粉粒子提供了更大的運(yùn)動空間,也有利于粒子取向。故高溫充磁效果優(yōu)于常溫下充磁。
3·磁療功能保健紡織品的開發(fā)現(xiàn)狀
磁性纖維是新開發(fā)的一種新型功能纖維,經(jīng)醫(yī)學(xué)實驗證明,磁性纖維對改善人體血流動力學(xué)方面有明顯的效果。最早開發(fā)磁性紡織品是以織物作為磁粉、磁粒、磁片等磁性材料的載體,把它們縫綴在織物上。后來采用了含有磁粉的樹脂對織物進(jìn)行涂層的方法。此外,在工業(yè)及其他領(lǐng)域也會有廣泛的用途,其制品可在電磁轉(zhuǎn)換、屏蔽、防護(hù)、醫(yī)療和生物技術(shù)等諸多方面加以應(yīng)用。因此磁性功能保健紡織品必將有很好的應(yīng)用前景[3-6]。
目前磁療功能紡織品主要在家紡產(chǎn)品中應(yīng)用比較廣泛,例如床上用品、內(nèi)衣褲、襪子、手套、護(hù)膝、腰帶等,而具有磁療功能的保健服飾已受到社會的重視。
4·存在問題和發(fā)展方向
隨著國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)在磁療功能性

纖維材料上研究與應(yīng)用技術(shù)的日趨成熟,這些新技術(shù)被大量應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)制造之中,磁性功能紡織品必將發(fā)展成為世界各國人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚漠a(chǎn)品。但磁性功能紡織品還存在不完善的地方和亟待解決的問題,例如在對產(chǎn)品磁通量的測量上,還未形成統(tǒng)一的評價方法與標(biāo)準(zhǔn),同一產(chǎn)品利用不同的測量方法得出不同的磁通量,導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部出現(xiàn)一定程度的混亂現(xiàn)象;又如,還有磁性材料在纖維及面料中的分散的不均勻性和磁療功能保健紡織產(chǎn)品的品種較少等。為促進(jìn)磁療功能保健紡織品的快速發(fā)展,筆者認(rèn)為有必要從以下幾個方面尋求突破。
(1)建立標(biāo)準(zhǔn)的測試方法和評價機(jī)制,使檢測向規(guī)范化方向發(fā)展。
(2)磁療功能保健紡織品材料進(jìn)一步發(fā)展。具體有以下途徑:①采用納米技術(shù)的磁性材料的研究;②進(jìn)一步提升磁性粉體材料技術(shù);③其他新型材料在磁療功能保健紡織品中的應(yīng)用。
(3)磁療功能保健紡織品的進(jìn)一步人性化。比如進(jìn)一步增加磁性功能紡織品的美觀、舒適度;開發(fā)一些宜于攜帶的旅游類磁性功能紡織品;推出一些高雅、華貴的磁性功能紡織產(chǎn)品等。