变色纤维的发展现况与应用

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1、变色纤维的发展现况与应用作者：jing　　简介　　在缤纷色彩的世界里，充满了各式各样不同的颜色，让我们视觉感受不再单调，心情也会受到这些色彩的影响，红色让我们感到温暖、热情、喜悦、危险和血腥。绿色带来生机、自然和祥和。蓝色使我们感到广阔和忧郁。然而各种事物有其特有的色彩，而且不会改变，但是自然界也有少数会变色的动植物，例如：枫叶到秋天树叶会由绿转黄变红；变色动物最耳熟能响的是变色龙，其肤色会随周遭环境改变，达到伪装的效果。随着材料科技的进步，变色的衣裳已经不再是梦想；人们已经有能力制造可随环境改变的变色纤维。这类纤维已跳脱了传统的单一颜色表现方式，取而代之的是由这些纤维编织而成的多

2、变化、多功能的机能性织物。　　因状态不同而产生颜色变化的物质，称之为变色材料，常见的变色材料有酸碱指示剂，例如：石蕊试纸在酸性呈红色，碱性成蓝色，其颜色可以表现不同的pH值。其它变色材料还有感湿、感压、感温和感光变色，还有一类会随电场改变颜色的电致变色材料。虽然这些材料可应用于玻璃、纸张及塑料上；但是在纤维或织物应用上，主要还是以感温、感光和电致变色为主，以下介绍变色纤维的原理及应用。　　感温变色纤维（ThermochromicFibers）　　温敏纤维是指性能会随温度发生可逆变化的纤维。广泛研究的有保温纤维和感温变色纤维。将温度敏感性材料包敷在纤维中，随外界环境变化，纤维中所包含

3、的温敏材料发生液-固可逆相变化，或从环境中吸收热量储存于纤维内部，或放出纤维中储存的热量，在纤维周围形成温度相对恒定的微观气候，从而在一定时间内实现温度调节功能，称之为保温纤维。　　另一类温敏纤维为感温变色或温致变色纤维，英国伦敦的一家时装公司，曾举办过一次时装表演，女模特儿身着款式新潮的时装，时装在行走中不断飘动，并不断改变色彩，有如彩虹飞舞。事实上这些时装都是用一种含液晶的感温变色纺织面料制造的，温度一变化，衣服面料的颜色就变化。在28℃时，面料是红色的；在33℃时，又变成黄色；在28~33℃之间，还可以变出其它各种色彩。模特儿表演时，行走的快慢和时装的摆动不同，身体各部位的体

4、温对时装各个部位的温度影响就不同。因此，随着模特儿的行走，时装面料就会出现彩虹般的色调。日本人造纤维公司还研制出一种变色游泳衣，游泳衣在岸上是一种颜色，游泳者跳进游泳池，就会变出红、蓝、绿等各种色彩。这种衣料是由感温变色纤维制成的，因为它对温度的变化很敏感，会在岸上、水中、野外、室内或海边沙滩变幻出不同的色彩。　　感温变色(亦称为温致变色)材料的应用，已经开发多年，主要用于变色温度计，如额温量测或水族箱上的温度显示，现在也有人运用于变色马克杯，依冷热程度不同，所呈现的花色不同，除了美观外也易于了解水温。　　热变色材料可分为无机系和有机系两类，其中以有机类效果最好。无机系的变色材料主

5、要成份是金属错合物(MxHgIy)或是碱金属硼酸盐类，藉由结晶变化产生颜色转换。　　有机系又可分为液晶型、有机染料型。液晶型主要成份是胆固醇型液晶，光线进入液晶后，其反射光会受到液晶排列的节距(pitch)影响，当温度改变时其节距也会因而改变，连带的色彩也会变化；其颜色变化可由红变紫，改变液晶物质的调和比例，可挪移变色温度范围，且色泽鲜艳，反应灵敏。而有机染料型材料的结构会随着环境介质中质子浓度的改变，而发生变化(sp2与sp3混成转换)，电子重组产生颜色变化。　　从有色变成无色或另一种颜色，这种染料变色是可逆的，当达到某一温度后，颜色消失或由一种颜色变成另一种颜色，而当温度低于这

6、一温度后，又会显出原来的颜色，此类感温材料其变色温度有一定的范围，不同原料及配方可以调控其变色温度与颜色，以温度24~31℃为例，升温至26℃温度开始变化，当温度到达28℃时变化了75%，一直到31℃才完全无色，降温需到29℃时才开始变化，到24℃时才完全转换，其变色范围有些热变色材料对纤维没有亲和力，因此加工成微胶囊后靠粘着剂固着在纤维上；另一些变色染料只有封闭在微胶囊中才能维持变色的条件产生变色效应；还有一些变色染料需要防止外界因素的作用，也需要制成微胶囊的形态。因此纺织业以往多采用印染法，将色素、显示剂和醇类消色剂，调制成微胶囊，其粒径为1~10?ｍ，变色温度范围为-15~7

7、5℃，利用印染或印刷方式附着在纤物上。近年为改善其耐洗涤性及耐旋光性，开始趋向于采用聚合物中添加感温变色显色剂的方法。可加入纺丝溶液中，用于湿纺。根据所用成纤聚合物的种类，也可以直接共混于聚酯、聚丙烯、聚酰胺等聚合物中进行熔融纺丝，也可将微胶囊与聚乙烯作芯部，以聚酯、聚酰胺等为皮部，用于复合纺丝。针对不同的用途可以有不同的变色温度，例如滑雪服的变色温度为11~19℃，妇女服装的变色温度为13~22℃，灯罩布的变色温度为24~32℃等，其水洗牢度可达4~5级。感温变色纤