氨纶的智能化转型
1. 智能化生产
在智能工厂的建设中,氨纶生产正逐步实现自动化、智能化。通过引入先进的生产管理系统(如ERP、MES等)、智能检测设备和大数据分析技术,氨纶生产企业能够实时监控生产数据,优化生产流程,提高生产效率和产品质量。例如,连云港杜钟新奥神氨纶有限公司利用“智改数转”契机,新建了高智能化的生产车间,实现了生产设备的联网率高达80%,设备数字化率提升至85%,显著提高了氨纶生产效率和产品质量稳定性。
2. 与智能技术的融合
近年来,各国研究人员正不断探索氨纶与智能技术的融合之路。通过将导电材料、传感器等嵌入氨纶纤维中,开发出具有感知、响应、调节等功能的智能弹性纤维。此类纤维能够实时监测人体的生理指标,如心率、血压、体温等,并通过无线传输技术将数据发送至智能终端,为用户提供个性化的健康管理和运动指导。
中科院北京纳米能源与系统研究所的王中林院士及其团队此前的研究正是对该趋势的一次生动诠释。他们通过创新技术,在可拉伸的氨纶纤维上沉积了银纳米线/碳纳米管导电材料和封装的聚二甲基硅氧烷,成功开发出一种直径仅为0.63毫米的高柔性、可伸缩的同轴结构纤维状摩擦纳米发电机(F-TENGs)。这种发电机能够与人体集成,不影响日常活动,同时也可作为触觉传感器嵌入纺织物中。它能将机械刺激转化为电信号,实现自供电传感功能。该F-TENGs在人体运动监测方面展现出广泛应用潜力,如步数记录、手势识别以及手指弯曲角度检测,并且能够迅速识别触觉轨迹和实时压力分布。
3. 形状记忆功能的实现
形状记忆氨纶是近年来的一项重大创新。该纤维能够在特定条件下(如温度、湿度、电场等)恢复到预设的形状,为智能纺织品带来了前所未有的设计自由度。日前,江南大学纺织科学与工程学院/针织技术教育部工程研究中心成功研发出一种温感形状记忆氨纶产品,能够根据温度自动调节弹性,可广泛应用于运动护具、热湿舒适服装面料和辅助医疗用品等。以辅助医疗领域为例,形状记忆氨纶可用于制作智能绷带,根据伤口的愈合情况自动调整松紧度,促进伤口的更快恢复。
应用场景的拓展
1. 智能运动装备
智能运动装备是氨纶智能弹性纤维的重要应用领域之一。通过集成传感器和数据分析技术,这些装备能够实时监测运动员的运动状态、疲劳程度等,为他们提供科学的训练建议。同时,氨纶的优异弹性也确保了装备在剧烈运动中的贴合度和舒适度。
2.医疗健康与康复领域
在医疗健康领域,氨纶的应用场景也在不断扩展。除了传统的医用绷带、压力袜等产品外,氨纶还被用于制作智能医疗器械的配件。例如,一些智能康复机器人采用氨纶材料制作关节护套或弹性绷带,以提高患者的舒适度和康复效果。
而随着远程医疗和可穿戴医疗设备的兴起,氨纶在医疗监测设备中的应用也日益增多,为患者的健康管理和疾病预防提供了更多可能性。这一方面,健康监测服装是近年来的热点之一。该服装采用智能弹性纤维制成,能够全天候监测用户的生理指标,并在出现异常时及时发出警报。对于老年人、慢性病患者等特殊人群来说,这种服装无疑提供了更加便捷、全面的健康保障。
3.汽车工业与轻量化设计
汽车工业领域预计将成为氨纶未来的新增长点之一。乘着汽车轻量化、智能化的发展趋势,氨纶因其轻质、高强、高弹的特性被用于制作汽车座椅、安全带等部件。此类部件不仅提高了汽车的舒适性和安全性,更有助于减轻汽车重量,降低油耗和排放。更有高端汽车采用氨纶与其他材料复合制成的内饰件(门板包裹、中控台饰板等),以提升车内空间的质感与舒适度,满足消费者对高品质出行体验的追求。
4.环保与可持续发展领域
再生氨纶和生物基氨纶等环保型氨纶材料的研究可谓是近年来高端纺织面料开发的热门话题。该类材料有效降低了对石油等不可再生资源的依赖,有助于减少生产过程中的碳排放和废弃物产生。例如,华峰化学提供的回用料含量20%~100%的再生氨纶,在确保产品质量和性能的前提下,实现了碳排放降低。而在2023年年底,我国国内首款生物基氨纶产品在江苏省诞生,这一成就标志着我国生物基氨纶正式迈向产业化道路,为纺织行业带来了新的绿色发展机遇。