李芷鈺，馬雪晉，劉一芳，高沛琪，關(guān)佳敏，崔藝銘

（北京服裝學(xué)院，北京 100029）

磁流體作為一種新型的功能材料，具有液體的流動(dòng)性和固體磁性材料的磁性?xún)纱筇攸c(diǎn)。靜態(tài)時(shí)無(wú)磁性吸引力，而有外界磁場(chǎng)作用時(shí)，則表現(xiàn)出磁性。

磁性織物作為新型的功能紡織品，電磁屏蔽、磁保健功能被人們熟知[1-2]。磁性織物制備方式為磁性纖維紡織[3]與浸漬法（將織物浸漬在磁流體中）[4]。然而，對(duì)磁性織物的功能討論仍舊局限于理療保健的功能[5]。孟云等[4]對(duì)磁性織物的制備進(jìn)行研究，主要探索浸漬法制備磁性織物的方法。實(shí)驗(yàn)使用的藥劑較多，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材要求高，磁性織物的制作難度相對(duì)較大。

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一種磁性染料制備方法，簡(jiǎn)化磁流體制作工藝、探索磁性布料的磁性吸附功能并進(jìn)行織物實(shí)驗(yàn)、吸附實(shí)驗(yàn)與清洗實(shí)驗(yàn)，為探索更加簡(jiǎn)化的浸漬法試劑、磁性布料的更多功能性運(yùn)用提供了重要的參考依據(jù)。

1 適用磁流體制備實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)探索了一種簡(jiǎn)化的浸漬法制備磁性織物的磁流體試劑。選用的8組實(shí)驗(yàn)以自來(lái)水與實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)蒸餾水為固定變量，醫(yī)用甘油和食用大豆油、75%酒精和99%酒精為對(duì)照組進(jìn)行效果對(duì)比。8組試劑分別為：（1）4N1微米四氧化三鐵鐵粉+CC388A碳粉+醫(yī)用甘油+自來(lái)水（A-1）；（2）4N1微米四氧化三鐵鐵粉+CC388A碳粉+醫(yī)用甘油+蒸餾水（A-2）；（3）4N1微米四氧化三鐵鐵粉+ CC388A碳粉+食用大豆油+自來(lái)水（B-1）；（4）4N1微米四氧化三鐵鐵粉+CC388A碳粉+食用大豆油+蒸餾水（B-2）；（5）4N1微米四氧化三鐵鐵粉+CC388A碳粉+75%酒精+自來(lái)水（C-1）；（6）4N1微米四氧化三鐵鐵粉+CC388A碳粉+75%酒精+蒸餾水（C-2）；（7）4N1微米四氧化三鐵鐵粉+CC388A碳粉+99%酒精+自來(lái)水（D-1）；（8）4N1微米四氧化三鐵鐵粉+CC388A碳粉+99%酒精+蒸餾水（D-2）。所有對(duì)照組計(jì)量均為3.0 g+0.5 g+15 mL+30 mL。如表1所示，將8組在試管中的實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行磁鐵吸附實(shí)驗(yàn)，對(duì)溶液流通性、吸附性、溶液特性與pH進(jìn)行比較，根據(jù)效果對(duì)比，選擇含有蒸餾水、99%酒精的4個(gè)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行織物浸漬效果實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)用以醫(yī)用甘油和食用大豆油為介質(zhì)制作的磁流體對(duì)布料染色后，布料無(wú)法烘干或風(fēng)干，所以不作為染料制備中的磁流體樣組；而以75%酒精和99%酒精為介質(zhì)制作的磁流體在對(duì)布料染色后，布料不論是在風(fēng)干或是烘干后，磁鐵吸附性效果依舊良好。

表1 磁流體制備實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)表明，在4組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，蒸餾水作為調(diào)和介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)組染布之后的磁鐵吸附性均優(yōu)于自來(lái)水作為調(diào)和介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)組；同樣，在4組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，99%酒精作為介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)組染布之后的磁鐵吸附性均優(yōu)于75%酒精作為介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)組。在8組染色實(shí)驗(yàn)中，以4N1微米四氧化三鐵、99%酒精、實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)蒸餾水、CC388A碳粉作為磁流體制備材料的實(shí)驗(yàn)效果最好。

2 布料染色實(shí)驗(yàn)

市面上的面料種類(lèi)繁多，根據(jù)紡織纖維、織法的不同，面料的柔軟程度、孔洞的細(xì)密程度也不同。在磁流體制備實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用浸漬法進(jìn)行布料染色實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)選擇了純棉布、精梳棉布、滌棉布、網(wǎng)眼棉布等14種市面上常見(jiàn)面料，在浸染后進(jìn)行磁鐵吸附效果、布料特性比較（柔軟程度）測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)表明，在對(duì)14種布料用磁流體所制作的染料進(jìn)行染色后，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，純棉布、麻布紡織結(jié)構(gòu)細(xì)密且紡線本身吸附性好的布料在染色以后，布料被磁鐵吸引效果明顯且吸附性較強(qiáng)；精梳棉布、滌棉布、呢絨布、氨綸彈力布、天鵝針織面料等內(nèi)部有化學(xué)纖維紡織的面料，在染色后被磁鐵吸附性較強(qiáng)；粗孔雪紡因本身孔洞較大，紡織線對(duì)磁流體染料的吸附有限，磁鐵吸附性差。棉布、麻布等天然纖維紡織細(xì)密的布料效果最好，而粗孔雪紡等編織相對(duì)稀疏的布料效果較差。將14種染色布料與原布料對(duì)比后，柔軟度無(wú)明顯差別，磁流體染料對(duì)布料特性影響不大。

3 清洗極值實(shí)驗(yàn)

在使用過(guò)程中，清洗紡織物是必不可少的環(huán)節(jié)，在磁流體制備實(shí)驗(yàn)、布料染色實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)14種布樣進(jìn)行清洗實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中以水溫和洗衣劑為變量進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)并記錄。如圖1所示，在水溫與清洗劑的5種條件變量下，對(duì)清洗后效果（5次清洗）與清洗極值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄。本次實(shí)驗(yàn)均采用手洗。

圖1 14種布料冷水洗滌實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)水溫不同分為冷水、溫水、熱水，根據(jù)清洗劑不同分為洗衣粉、洗衣液（在冷水情況下進(jìn)行）。將14組布樣分為5組進(jìn)行5次清洗實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，布匹染色后的磁鐵吸附性與清洗折舊程度呈負(fù)相關(guān)，即染色后磁鐵吸附效果好的布樣，在清洗5次后依舊表現(xiàn)良好。在同一布樣的5次清洗折舊程度對(duì)比下可以發(fā)現(xiàn)，冷水清洗折舊程度低，溫水次之，熱水折舊程度高，且會(huì)有輕微掉色。根據(jù)清洗劑的不同，在同一布樣的5次清洗折舊程度對(duì)比下可以發(fā)現(xiàn)，洗衣液折舊程度低，洗衣粉折舊程度高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果或與洗衣液中的保色劑有關(guān)。通過(guò)14種布樣在5種情況下進(jìn)行清洗極值的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，清洗極值受布料染色后的磁鐵吸附效果、水溫、清洗劑3種情況的影響較大。純棉布作為磁鐵吸附效果好的布料，在冷水中不加任何清洗劑的情況下，清洗極值可達(dá)39次，而喬其紗作為磁鐵吸附性效果差的布料，在冷水中用洗衣粉清洗的情況下，清洗極值只有5次。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了更加簡(jiǎn)化的磁性織物浸漬法中用到的磁流體溶液，并將其制備成染劑，通過(guò)磁流體制備實(shí)驗(yàn)選擇效果較好的4種磁流體溶液；通過(guò)布料染色實(shí)驗(yàn)選擇效果最好的磁流體溶液，并分析了不同布料在浸漬染色后對(duì)吸引效果的影響和磁流體溶液對(duì)不同布料特性的影響；通過(guò)清洗極值實(shí)驗(yàn)分析了水溫、清洗劑、布料種類(lèi)對(duì)清洗極值的影響，結(jié)果如下。

（1）以4N1微米四氧化三鐵、99%酒精、實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)蒸餾水、CC388A碳粉作為磁流體制備染料的實(shí)驗(yàn)效果最好。

（2）染色后布料的磁鐵吸附性與其紡織纖維、紡織細(xì)密程度有較大關(guān)聯(lián)。其中，純棉布、麻布表現(xiàn)良好，粗孔雪紡表現(xiàn)較差。

（3）清洗折舊程度與染色后布料的磁鐵吸附性、水溫、清洗劑相關(guān)。當(dāng)清洗水溫為冷水時(shí)，對(duì)布料的折舊程度影響較小，在冷水中用洗衣液清洗對(duì)布料的折舊程度影響較?。划?dāng)清洗水溫為熱水時(shí)，對(duì)布料的折舊程度影響較大，在冷水中用洗衣粉清洗對(duì)布料的折舊程度影響較大。

（4）清洗極值與染色后布料的磁鐵吸附性、水溫、清洗劑相關(guān)。純棉布在冷水中不加任何清洗劑的情況下，清洗極值可達(dá)39次，而喬其紗在冷水中用洗衣粉清洗的情況下，清洗極值只有5次。在同一布料不同水溫的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，清洗極值差別較大；在同一布料不同清洗劑的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，清洗極值差別較小。

根據(jù)以上3次實(shí)驗(yàn)的分析與驗(yàn)證，本實(shí)驗(yàn)所制備的磁流體染劑在紡織品浸染后，磁鐵吸附效果達(dá)到預(yù)期，浸染后的紡織品具有磁鐵吸附性，在吸附過(guò)程中，紡織品發(fā)生形變?，F(xiàn)今，對(duì)磁性紡織品的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域主要集中在保健品、理療產(chǎn)品等方面[5]，在本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的磁流體染料的探索與分析下，可嘗試將浸染后的磁性紡織品運(yùn)用于家居領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、交互裝置領(lǐng)域等，例如智能開(kāi)合窗簾、可（被磁性墻面）吸附鑰匙鏈、磁性墻紙布、布藝飛鏢盤(pán)、布藝便簽板、手包磁布（代替磁扣）、磁性大棚布（用磁鐵吸引方式，代替鐵絲捆綁）開(kāi)合燈飾、可穿戴布藝裝飾（配飾），以進(jìn)一步探索磁流體紡織品更多的應(yīng)用可能性。