熱敏變色材料及其在紡織品上的應(yīng)用

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1、2003年第8期SILK絲綢綜述&譯介熱敏變色材料及其在紡織品上的應(yīng)用1121萬(wàn)震，王煒，謝均（1．東華大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，上海200051；2．廈門華倫印染有限公司，福建廈門361000）摘要:介紹了熱敏變色材料的種類及其變色原理，從印花、染色和纖維技術(shù)等方面敘述了熱敏變色紡織品的制造方法。關(guān)鍵詞：熱敏變色材料；變色原理；纖維；功能織物中圖分類號(hào)：TS101.34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1001－7003（2003）08－0044－031前言示涂料或試溫筆等[3,4]。熱敏變色材料是指具有熱致變色性能的材料。熱致2.2液晶類熱敏

2、變色材料變色性，即某些物質(zhì)可在特定環(huán)境溫度下由于結(jié)構(gòu)變化膽甾型液晶具有層狀分子結(jié)構(gòu)，層內(nèi)分子長(zhǎng)軸相互而發(fā)生顏色變化，也稱“熱變色性”或“熱敏變色性”。熱平行，各層分子軸向與鄰層分子軸向都略有偏移，使得變色性質(zhì)可分為可逆性和不可逆性兩類。早期開(kāi)發(fā)的熱液晶分子呈螺旋狀結(jié)構(gòu)，因而表現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)。變色材料基本為不可逆性，多用于示溫的涂料類[1]。80它對(duì)白光發(fā)生選擇性吸收并反射某些波長(zhǎng)的偏振光，表年代以來(lái)，國(guó)外熱變色材料的發(fā)展趨向于低溫、可逆兩方面反射和透過(guò)兩種不同顏色的光，且顏色會(huì)隨螺旋結(jié)構(gòu)的面。低溫可逆熱變色材料被廣泛用于日常生

3、活的多個(gè)領(lǐng)伸長(zhǎng)或縮短而變化。螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)外界因素（如溫度）非常域，如印刷、娛樂(lè)和紡織品等。熱敏變色織物制成的服裝敏感，它的伸縮隨溫度而變化。因此，膽甾型液晶可在某首次在英國(guó)皇家服裝協(xié)會(huì)舉辦的時(shí)裝展示會(huì)上亮相時(shí)，一溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的變化，在整個(gè)可見(jiàn)光范圍內(nèi)進(jìn)就產(chǎn)生了轟動(dòng)效應(yīng)，服裝顏色隨著溫度變化而變化，讓觀行可逆顯色，即顏色呈（低溫）紅〈＝＝〉黃〈＝＝〉綠〈＝＝〉紫[1,3,4]眾目不暇接，嘆為觀止[2]。（高溫）。這種特性可用于紡織品熱變色印花。例如應(yīng)用膽甾2熱敏變色材料的種類及其變色機(jī)理型液晶于紡織品或服裝上，隨外界溫度或穿著

4、部位的不2.1無(wú)機(jī)類熱敏變色材料同，體溫的變化引起服裝顏色多變，產(chǎn)生了新穎的視覺(jué)效無(wú)機(jī)類熱敏變色材料主要為過(guò)渡金屬化合物。具有果。另?yè)?jù)報(bào)道，國(guó)外已開(kāi)發(fā)出專用于紡織品印花或染色的代表性的化合物為碘化汞的復(fù)鹽，如Cu2HgI4和Ag2HgI4，熱變色液晶，變色溫度在-30～100℃，變色的溫度寬度分別在70.6℃從紅變?yōu)楹谏?0.7℃從黃變?yōu)榧t色，這可任意調(diào)節(jié)，顏色可連續(xù)變化，反應(yīng)靈敏。用于紡織品印是由于特定溫度下它們發(fā)生相變引起的。許多過(guò)渡金屬花的液晶主要是膽甾型的酯類化合物，如膽甾醇壬酸酯化合物的水溶液也發(fā)生熱變色，如CoCl2

5、溶液在25℃為粉和膽甾醇油酸酯等。應(yīng)用時(shí)可單用膽甾型液晶，也可將液晶與結(jié)構(gòu)類似的非液晶的化合物混用[3]。紅色，加熱到75℃時(shí)變?yōu)榘邓{(lán)色，這是由于配位體幾何形狀變化或脫水引起的。無(wú)機(jī)類熱敏變色材料可以是單液晶類熱敏變色材料的缺點(diǎn)主要在于價(jià)格昂貴。此一的化合物，也可以是由多種組分組成的混合物。適當(dāng)改外，它對(duì)化學(xué)物質(zhì)非常敏感，容易降低變色效果。這些都[3～6][1,3]變配比還能調(diào)節(jié)變色的溫度。使其在紡織品上的應(yīng)用受到一定程度的限制。無(wú)機(jī)類熱敏變色材料在紡織品加工中的應(yīng)用并不多，2.3有機(jī)類熱敏變色材料原因在于其變色通常在溶液中，或高

6、溫條件下，或不可2.3.1變色機(jī)理逆。而較為理想的紡織品應(yīng)用變色材料應(yīng)是可逆的變色，具有熱敏變色性的有機(jī)化合物數(shù)量較多，可分為三且為固體或微膠囊狀態(tài)，在穿著溫區(qū)（-10～35℃）發(fā)生芳甲烷類、熒烷類、螺吡喃類等。它們大多由于介質(zhì)的酸色變。此外，這類無(wú)機(jī)化合物大多有毒，故主要用于熱指堿變化而引起分子結(jié)構(gòu)變化，從而產(chǎn)生顏色的變化。也收稿日期：2003－03－05作者簡(jiǎn)介:萬(wàn)震，男，1976年生，博士研究生，主要從事紡織品染整工藝研究。442003年第8期絲綢SILK有受熱產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化的。該類材料的變色關(guān)鍵在于體系組成，它們之間要有很好

7、的配伍性。這幾種組分的不同中一個(gè)碳原子由sp3雜化態(tài)轉(zhuǎn)為sp2雜化態(tài)，原先被隔開(kāi)選擇與配合可實(shí)現(xiàn)變色溫度的選擇性、顏色組合的自由的π體系轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾拇螃畜w系，吸收光譜紅移，從而度、變色明顯度及價(jià)格因素等特點(diǎn)，很有發(fā)展前景[1，11]。[1,7,8]使化合物從無(wú)色變?yōu)橛猩?。有機(jī)類熱敏變色材料也有缺點(diǎn)，如有些變色不明顯，例如，較早用于紡織品變色印花的三芳甲烷類結(jié)晶紫有些牢度不夠理想。此外，它們的變色靈敏性也不如液內(nèi)酯及其衍生物（酸性物質(zhì)選用雙酚A），它在一定介質(zhì)中，晶，變色的溫度寬度一般不大。但其最大優(yōu)點(diǎn)是材料易[3]可得到隨溫度變化

8、的可逆變色體系。反應(yīng)式如下：得，加工難度相對(duì)較小，所以用于一些要求不高的熱變色[3，8]印花。3熱敏變色紡織品的制造方法3.1印花和染色技術(shù)將熱敏變色材料與織物結(jié)合，最早和最簡(jiǎn)便的方法是印花和染色，部分材料對(duì)纖維無(wú)親和力，處理前變色材達(dá)到特定溫度時(shí)