热敏变色材料及其在纺织品上的应用

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1、2003年第8期SILK丝绸综述&译介热敏变色材料及其在纺织品上的应用1121万震，王炜，谢均（1．东华大学化学与化工学院，上海200051；2．厦门华伦印染有限公司，福建厦门361000）摘要:介绍了热敏变色材料的种类及其变色原理，从印花、染色和纤维技术等方面叙述了热敏变色纺织品的制造方法。关键词：热敏变色材料；变色原理；纤维；功能织物中图分类号：TS101.34文献标识码：B文章编号：1001－7003（2003）08－0044－031前言示涂料或试温笔等[3,4]。热敏变色材料是指具有热致变色性能的材料。热致2.2液晶类热敏

2、变色材料变色性，即某些物质可在特定环境温度下由于结构变化胆甾型液晶具有层状分子结构，层内分子长轴相互而发生颜色变化，也称“热变色性”或“热敏变色性”。热平行，各层分子轴向与邻层分子轴向都略有偏移，使得变色性质可分为可逆性和不可逆性两类。早期开发的热液晶分子呈螺旋状结构，因而表现出独特的光学性质。变色材料基本为不可逆性，多用于示温的涂料类[1]。80它对白光发生选择性吸收并反射某些波长的偏振光，表年代以来，国外热变色材料的发展趋向于低温、可逆两方面反射和透过两种不同颜色的光，且颜色会随螺旋结构的面。低温可逆热变色材料被广泛用于日常生

3、活的多个领伸长或缩短而变化。螺旋结构对外界因素（如温度）非常域，如印刷、娱乐和纺织品等。热敏变色织物制成的服装敏感，它的伸缩随温度而变化。因此，胆甾型液晶可在某首次在英国皇家服装协会举办的时装展示会上亮相时，一温度范围内，随着温度的变化，在整个可见光范围内进就产生了轰动效应，服装颜色随着温度变化而变化，让观行可逆显色，即颜色呈（低温）红〈＝＝〉黄〈＝＝〉绿〈＝＝〉紫[1,3,4]众目不暇接，叹为观止[2]。（高温）。这种特性可用于纺织品热变色印花。例如应用胆甾2热敏变色材料的种类及其变色机理型液晶于纺织品或服装上，随外界温度或穿着

4、部位的不2.1无机类热敏变色材料同，体温的变化引起服装颜色多变，产生了新颖的视觉效无机类热敏变色材料主要为过渡金属化合物。具有果。另据报道，国外已开发出专用于纺织品印花或染色的代表性的化合物为碘化汞的复盐，如Cu2HgI4和Ag2HgI4，热变色液晶，变色温度在-30～100℃，变色的温度宽度分别在70.6℃从红变为黑色和50.7℃从黄变为红色，这可任意调节，颜色可连续变化，反应灵敏。用于纺织品印是由于特定温度下它们发生相变引起的。许多过渡金属花的液晶主要是胆甾型的酯类化合物，如胆甾醇壬酸酯化合物的水溶液也发生热变色，如CoCl2

5、溶液在25℃为粉和胆甾醇油酸酯等。应用时可单用胆甾型液晶，也可将液晶与结构类似的非液晶的化合物混用[3]。红色，加热到75℃时变为暗蓝色，这是由于配位体几何形状变化或脱水引起的。无机类热敏变色材料可以是单液晶类热敏变色材料的缺点主要在于价格昂贵。此一的化合物，也可以是由多种组分组成的混合物。适当改外，它对化学物质非常敏感，容易降低变色效果。这些都[3～6][1,3]变配比还能调节变色的温度。使其在纺织品上的应用受到一定程度的限制。无机类热敏变色材料在纺织品加工中的应用并不多，2.3有机类热敏变色材料原因在于其变色通常在溶液中，或高

6、温条件下，或不可2.3.1变色机理逆。而较为理想的纺织品应用变色材料应是可逆的变色，具有热敏变色性的有机化合物数量较多，可分为三且为固体或微胶囊状态，在穿着温区（-10～35℃）发生芳甲烷类、荧烷类、螺吡喃类等。它们大多由于介质的酸色变。此外，这类无机化合物大多有毒，故主要用于热指碱变化而引起分子结构变化，从而产生颜色的变化。也收稿日期：2003－03－05作者简介:万震，男，1976年生，博士研究生，主要从事纺织品染整工艺研究。442003年第8期丝绸SILK有受热产生结构变化的。该类材料的变色关键在于体系组成，它们之间要有很好

7、的配伍性。这几种组分的不同中一个碳原子由sp3杂化态转为sp2杂化态，原先被隔开选择与配合可实现变色温度的选择性、颜色组合的自由的π体系转变为完整的大π体系，吸收光谱红移，从而度、变色明显度及价格因素等特点，很有发展前景[1，11]。[1,7,8]使化合物从无色变为有色。有机类热敏变色材料也有缺点，如有些变色不明显，例如，较早用于纺织品变色印花的三芳甲烷类结晶紫有些牢度不够理想。此外，它们的变色灵敏性也不如液内酯及其衍生物（酸性物质选用双酚A），它在一定介质中，晶，变色的温度宽度一般不大。但其最大优点是材料易[3]可得到随温度变化

8、的可逆变色体系。反应式如下：得，加工难度相对较小，所以用于一些要求不高的热变色[3，8]印花。3热敏变色纺织品的制造方法3.1印花和染色技术将热敏变色材料与织物结合，最早和最简便的方法是印花和染色，部分材料对纤维无亲和力，处理前变色材达到特定温度时