磁性疗法纺织品及其研究现状

陈毅军，刘正芹

(青岛大学，山东 青岛 266071)

磁性疗法纺织品及其研究现状

陈毅军，刘正芹

(青岛大学，山东 青岛 266071)

文章简述了磁疗对人体的保健作用及磁性纤维的加工方法，分析了影响磁疗织物性能的因素，综述了磁疗功能纺织品的研究情况，展望了磁疗纺织品的发展方向。

磁性纤维； 磁疗纺织品； 磁疗功能

磁疗功能的纺织品不仅穿着舒适，而且有抗炎、消肿、降压、改善血液粘滞度及微循环等效用而受到人们的青睐。磁性疗法纺织品迎合了当今社会人们对健康理疗的需求，必有广阔的发展前景[1]。

1　磁疗作用

对于磁疗的可行性，许多医学研究者对此做了大量的研究，尤阳[2]采用电针配合磁疗治疗特勤人员膝骨关节炎40例发现电针和磁疗联合运用，可迅速减缓膝关节的疼痛、肿胀，增加血液循环，提高肌力，增强膝关节的功能。祖玉帆[3]通过选择亚健康失眠者82例随机分为治疗组和对照组，治疗组给予磁疗方法证实了经治疗后匹兹堡睡眠质量指数评分下降幅度尤为显著，磁疗有改善睡眠的作用。王灵俐[4]等利用低频交变磁场调节人体生物电磁信息，对68例膝关节积液进行治疗，其效果明显，大部分恢复正常生理功能。磁性疗法不仅在医学上得到运行，在纺织上也同样可行。目前在纺织上应用磁疗法的范围，归纳起来有如下方面：①促进细胞代谢，活化细胞，从而加速细胞内废物和有害物质排泄，平衡内分泌。②促进血液循环，改善微循环状态。③调整血压，有降低血压作用。④镇静作用，如增加睡眠时间，改善睡眠状态。

2　磁性纤维的加工方法

磁性纺织纤维的制备主要有两种途径[5]，一是通过直接纺丝制成磁性纤维，二是通过基体纤维的化学、物理改性制备。

2.1共混纺丝法

共混纺丝法是将粒径小于1微米的磁性粉体经包覆、分散处理后制成磁性母粒，再混入成纤聚合物中进行熔融纺丝制成磁性纤维。所得磁性纤维的性能主要取决于加入的磁性微粒的多少和粒径的大小。共混纺丝法的优点是混人纤维的磁粉软硬磁材料均可，既可采用熔纺又可在某些湿纺或干纺场合下应用，甚至可制成磁性复合纤维或异形纤维。缺点是混入磁粉的量不宜过多，否则纤维的强度会明显降低。另外，当在喷丝头处外加强磁场时，会使纺丝设备复杂或造成磁污染。

2.2以纤维为基体的化学 物理改性法

腔内填充法主要用于磁性木质纤维的制备。因木材纤维有胞腔、胞腔间的壁上有通道，故可通过物理方法将磁粉微粒填入木材纤维的腔中制成磁性纤维，用于制造磁性纸等。将超细磁性微粒悬浮在水介质中，加入木材纤维后剧烈搅拌，使磁性物质微粒填充入木材纤维脑腔。再水洗除去纤维表面的磁性物质，然后干燥。这样制得的磁性纤维其表面很清洁，纤维强力损失少，可用它制成磁性纸。

2.3表面涂层法

该方法是将磁性物质涂布在各种纤维表面制成磁性纤维。如用表面沉积涂布法制成磁性钛酸钾纤维。具体做法是将亚铁盐水溶液与碱溶液在适当条件下先后加入钛酸钾纤维分散在水介质的体系中，经水解和空气氧化，生成的磁性氧化铁沉积在纤维表面，制得暗褐色磁性钛酸钾纤维，可用于制造磁性复合材料。

2.4定位合成法

利用某些纤维中可进行阳离子交换的基团，使亚铁离子与其发生交换，然后再经过水解和氧化，转化为具磁性的三氧化二铁或四氧化三铁而沉积在纤维的无定形区中。所生成的磁性物质在纤维中所处位置受制于原来纤维中进行阳离子交换基团的位置，故而称为定位合成法，由于磁性微粒是在空间很小的无定形区中形成，其尺寸通常很小。由于生成的铁氧体的尺寸小故能表现出超顺磁性。如果基体纤维无阳离子交换基因，则可以借助化学纤维的改性方法，先将阳离于交换基团引入基体纤维，再用合成定位法。

2.5浸渍法

孟云等[6]采用浸渍方法将纳米Fe3O4磁流体施加到涤棉织物上制备出磁性织物。采用共沉淀法制备粒径均匀的纳米Fe3O4颗粒，再制备了水基型纳米Fe3O4磁流体，然后采用浸渍法制备磁性涤棉织物。优点：将纳米磁性颗粒进行表面改性，并用表面活性剂高度分散后，形成便于加工的稳定磁流体，可为纳米磁性颗粒在表面处理领域的应用提供有效途径。缺点：涤棉织物经磁性纳米Fe3O4颗粒处理后，表面粗糙度增大。

3　影响磁疗功能织物磁性能的因素

3.1磁粉种类

在磁粉含量、皮芯比均相同的情况下，磁粉种类不同，纤维的磁性能也不同。如使用钡铁氧体，铝铁氧体及稀土类3种磁粉进行测试，其纤维磁性能依次为：添加稀土的纤维>添加铝铁氧体的纤维>添加钡铁氧体的纤维，其原因磁性纤维的磁性能主要由所填充的磁粉粒子的磁性能所决定。

3.2磁粉含量

于高杰等[7]应用高精度特斯拉计对磁性织物试样进行了表面磁感应强度测量，并对织物表面磁感应强度分布进行了可视化处理，其结果表明：织物中磁性纤维含量是影响织物表面磁感应强度的关键因素。在磁性纤维中，粘结磁粉是聚合物的作用，且使其粘结体具有必要的流动性，以保证它能够被纺制成丝。但从磁性能的角度出发，聚合物被看作磁性体中的“杂质”，它的含量增多，将导致磁性纤维的磁性能降低。因此，尽量提高磁粉含量，降低聚合物含量，将有效提高磁性纤维的磁性能。但磁粉含量不能过高，因为磁粉本身为刚性粒子，不易变形，加到聚合物中增大了体系的内部摩擦力和流动阻力及复合材料的模量，导致熔体粘度上升，从而使熔体流动性能变差。因此在保证材料必要的流动性能及机械力学性能情况下，尽可能地提高磁粉含量，从而得到磁性能较理想的纤维[8]。

3.3纤维厚度

齐鲁等[9]在对纺成的纤维充磁过程中，发现纤维的厚度不同，其充磁后磁感应强度差异很大。磁性纤维的磁感应强度随着样品厚度的增加而增加。可以把多层的纤维看作是多个单层样品的复合，在同一个磁场中被磁化时，各单层样品获得的磁感应强度方向一致，大小基本相同。根据磁场叠加原理，多层纤维的磁感应强度为各单层样品磁感应强度之和。可以利用磁性纤维磁感应强度随样品纤维厚度呈线型增加的特性，加工制作较厚的织物，从而得到磁感应强度更高的制品，在各个领域尤其是对人体的医疗保健方面加以利用。

3.4充磁时间

磁性纤维经很短时间的充磁就可以获得较理想的效果，之后随着充磁时间的延长，磁感应强度则略微增长[10]。在磁性纤维的芯层物料中由于含有高含量磁粉，在熔纺过程中，磁粉在聚合物中分散不均，从而产生磁粉的堆积。堆砌的磁粉在磁场作用下，经一定时间取向排列而使纤维的磁感应强度有所增长，而被聚合物包覆的磁粉粒子，因其受到聚合物的粘滞阻力较大，在磁场作用下不能扭转取向，故对纤维的磁感应强度贡献较少。所以适当地延长充磁时间，会使纤维的磁性有所提高，但并不能无限制地、显著地提高纤维的磁感应强度。

3.5拉伸作用

由于卷绕成型的初生纤维结构为无序状态，物理机械性能较低，必须经拉伸、热定型等后处理工序的处理，才具有使用价值。叶建忠等[10]通过研究磁性纤维的磁感应强度随着纤维拉伸的变化情况，发现磁性纤维的磁感应强度随着纤维拉伸倍数的提高而下降。为了得到磁性能较高的纤维，在保证纤维必要的物理机械性能的前提条件下，应尽量降低后拉伸倍数。

3.6热处理

温度变化对高聚物分子运动的影响非常显著。温度升高，一则运动单元热运动能量提高，二则由于体积膨胀，分子间距增加，运动单元活动空间增大。对纤维进行热处理，使纤维中的聚合物处于高弹态或粘流态再充磁，粒子取向增强，这样充磁效果肯定优于常温充磁的效果。实验表明：经高温热处理的纤维的磁感应强度比常温下充磁的纤维的磁感应强度明显提高[10]。同时，高聚物受热体积膨胀，分子间距增大，为磁粉粒子提供了更大的运动空间，也有利于粒子取向。故高温充磁效果优于常温下充磁。

4　磁性疗法纺织品的开发现状

磁性能不同其功效也不同，做成各种制品后有不同的用途。当前磁性材料的种类规格繁多，用量极大，在仪器、仪表、电子、宇航等诸多工业和农、牧、渔业及医疗、保健、医药、环境保护和生物技术等各个领域都有广泛应用，其作用越来越大，也更为人们所重视。如新型磁疗保健内衣[11]，其有益效果是，内衣本体内设置的磁疗袋中因为设置有植物油和磁疗片能促进血液循环并能有效改善轻微妇科病；远红外磁疗保健拖鞋[12]，能持久地释放远红外线和负离子，在鞋垫上设置有强磁块，可以穴位按摩，并且软硬适中，透气性好。杨帆[13]通过对磁疗枕头的临床运用治疗，发现其对于治疗颈椎病有一定的疗效，并能促进患者颈动脉流入脑部的血流量，使脑神经处于有序活动状态，提高记忆力。汪淏[14]为帮助中老年腰腿疼痛患者进行腰腹部日常保健,设计了远红外磁疗腰腹带装置。人体细胞是具有一定磁性的微型体，磁性纤维可以调整人体的机体功能。将纳米粒子进行分散处理或抗氧化处理后再与粘胶纤维共混，在一定条件下可喷成功能性粘胶纤维，用此功能性粘胶纤维再与棉纱等混纺可织成各种功能性纤维织物，如抗紫外线，抗可见光[15～19]。

5　存在问题和发展方向

磁性功能纺织品还存在不完善的地方和亟待解决的问，例如在对产品磁通量的测量上，还未形成统一的评价方法与标准，同一产品利用不同的测量方法得出不同的磁通量，导致企业内部出现一定程度的混乱现象；又如市场监督力度不够，部分商家会夸大磁疗产品的功效等。为促进磁疗功能纺织品的快速发展，将物理磁学、医学磁学与纺织服装学完美契合[20]，故有必要从以下几个方面寻求突破：

(1)建立标准的测试方法和评价机制，使检测向规范化方向发展，保障消费者的权益。

(2)进一步发展磁疗功能纺织品材料，将磁疗纺织材料与其他各种功能材料有机地结合为一体。具体途径以下：①采用纳米技术的磁性材料的研究；②进一步提升磁性粉体材料技术；③其他新型材料在磁疗功能纺织品中的应用。

(3)开发新型的磁性保健织物，选用不同的工艺、组织结构、风格特征制得不同的保健织物，进而获得更加成熟的一套磁性保健织物生产体系，使其成为具有不同档次的保健功能和舒适性的面料，以适应更广泛的需求。

[1]吕开勇,都军,陈明华.磁性功能家纺品介绍[A].首届中国功能性家用纺织品论坛会论文集[C],2004:25—31.

[2]尤阳.电针配合磁疗治疗特勤人员膝关节骨性关节炎[J].实用医药杂志,2012，(10):895—896.

[3]祖玉帆.磁疗结合中药天王补，心丹治疗亚健康失眠临床观察[J].按摩与康复医学，2012，(12):376.

[4]王灵俐,宫玉玲,王玉伏,刁杰.磁疗治疗膝关节积液68例效果观察[J].中国保健营养，2013，(8):579—580.

[5]商成杰.功能纺织品[M].北京：中国纺织出版社,2006.

[6]孟云,卞学海.磁性织物的制备[J].印染，2012，38(12):21—23.

[7]于高杰,吴菲非,左华丽,陈雁.磁保健织物的磁性研究[J].丝绸，2013，(4):23—25.

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[13]杨帆.浅析磁疗枕头在颈椎病临床上应用.中外健康文摘，2012,9(51):163—164.

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[19]普丹丹.磁疗功能保健纺织品及其开发现状[J].纺织科技进展，2011，(3):35.

[20]吴菲菲.磁保健服装的磁场分布研究及设计实践[D].苏州，苏州大学.2014.

Development of Magnetic Therapy Textiles

ChenYijun，LiuZhengqin

(Qingdao University，Qingdao 266071，China)

The effects of magnetotherapy on human health and the processing methods of magnetic fibers were sketched. Then the factors which influence flux density of magnetic therapy textiles were analyzed. The situations of the magnetic therapy textiles were summarized, and the suggestions about development of magnetic therapy textiles are put forward．

magnetic fiber； magnetic therapy textile； magnetotherapy function

2015-07-30

陈毅军(1990—)，男，湖南娄底人，硕士研究生。

TS101

A

1009-3028(2015)05-0042-04