可逆热致变色材料与其微胶囊化的.研究

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1、过渡金属的配合物为主。这种可逆热致变色材料的可逆变色主要是基于以下机理：(1)晶型转变机理某些热致变色材料是结晶物质，在一定温度作用下，其晶格发生位移，即由一种晶型转变为另一种晶型，从而导致颜色发生改变。而当冷却到室温后，晶型复原，颜色也随之复原。必须指出的是，变色材料晶格位移变化比温度慢得多，因而晶型改变所出现的颜色变化滞后于温度变化，而晶型恢复过程要比转变过程的颜色变化滞后现象更为明显。(2)几何构型变化机理这类材料在温度变化时，配位体的几何构型发生变化。如三价铬离子具有热致变色现象【21。随温度上升，颜色从红一紫一绿，根据对三价铬与铝、镓、镁．铝、镧．铝．镓和钇．铝混合氧化物的研究

2、，证明其热致变色是由于加热时离子晶格发生膨胀所引起的。在化合物中，铬离子占据八面体或似八面体格点阵，温度变化时，它与中心离子的距离发生变化而导致颜色发生改变。冷却到室温又恢复到原态，颜色也复原。在混合体中，随铬含量改变，晶格常数也发生改变，导致颜色变化，如a-A1203和Cr203的混合晶体中，在室温下，铬原子含量小于8％时，其颜色是红色，超过8％时是绿色。即铬原子含量到8％时，混合晶体的常数不变，然后随Cr203量变化而变化；同样，一定含量的混合品体受热时，其品格常数变化也会产生颜色变化。因此t三价铬离子热致变色温度随混合晶体中铬含量变化而改变：58％Cr的色变温度为90K：8％Cr为

3、460K：2％Cr为650K。(3)结晶水得失机理某些含结晶水的盐，加热到一定温度会失去结晶水而改变颜色。冷却后又能从空气中吸收水分而又带结晶水，恢复原色。这类物质多是带结晶水的无机co、Ni盐。例如：CoCl2·2C6HljN4·IOH20再==生CoCh·2C6H12N4+101-120粉红色天蓝色NiCl2·2C6H12N4·IOH20哥=土NiCl2·2C6H12N4+101-120绿色黄色变色实质是络合物的配位数发生了变化。这类物质受热后变色很快，但恢复原色需要较长的时间和较高的空气湿度，所以有文献称之为半可逆热致变色材料口1。目前无机类的可逆热致变色材料的品种并不是很多，并且

4、变色温度多数都高于100℃，低于100℃的品种到目前为止只有2～3种，如Ag。HgI。(变色温度为50℃)、Cu。HgI。(变色温度为70℃)及二者的固熔体(变色温度为20～30℃)。这几种材料是发现最早、最先实用化的无机类可逆热致变色材料。目前国内外都致力于此方面的研究，以寻找相应的代用品或更多品种的无机类可逆热致变色材料。1．1．2．2液晶类可逆热致变色材料热变色液晶主要有胆甾醇衍生物液晶和光活性液晶两大类。这类化合物的分子结构为螺旋形，这一特定结构决定了它具有独特的光学性质和显著的热色效应。所谓热色效应是指其螺距随温度改变而改变，从而导致反射光颜色发生变化，我们可以利用颜色变化来指

5、示温度，也可以利用温度差异来显示不同的颜色。由于此类液晶的混合物具有鲜艳的色彩，已被广泛应用于界面温度测量、医学、电子学、无探损伤、电磁波及超声波探测、飞机风洞实验、防伪标签及变色服装等。在70年代末，许多国家如美国、日本、前苏联便开始利用胆甾型液晶的热致变色性能来制造可逆热致变色材料，并重点把它引入了示温涂料的研究中【3、41，而且国外在开发应用方面发展迅速。胆甾型液晶具有层状结构，分子长轴在层内是相互平行的，但是各层分子轴方向与邻接层内的分子轴方向都略有偏移，从而使液晶的整体形成螺旋结构。不同层分子长轴排列沿螺旋方向经360。的变化后，又回到初始取向，这个周划性的层问距称为液晶的螺距

6、。通常温度升高，螺距减小。因此，当照射到液晶表面的入射光角度不变时，随着温度的变化，不同的螺距反射不同波长的光，即I=pn(其中I为反射光波长，n为液晶的折射率，P为液晶的螺距)，从而液晶显示出不同的色彩H“]。其变化的一般规律如下：高温红黄绿蓝紫低温单组分胆甾型液晶在一定的温度范围呈现相应的颜色，但温度较高，为了获得较实用的温度范围、显色灵敏或色彩鲜艳的液晶材料，常用几种胆甾型液晶调配成一定组成的混合液晶，已经有0～250℃的一些成品。用液晶作可逆热致变色材料，其热致变色灵敏度很高，但保留时间短，若用于热显示和无损探伤，必须配以彩色摄影。由于液晶是一种化学敏感物质，在与其它物质相接触时

7、，其作用效果可能变差，这在一定程度上限制了它的使用。1．1．2．3有机类可逆热致变色材料有机类可逆热致变色材料是目前最引人注目的材料，同金属无机材料和液晶材料相比，在变色温度的选择性、颜色组合自由度、变色明显性及价格等方面都有显著的优点。它的研制成功，拓宽了可逆变色的温度范围，丰富了可逆颜色变化色彩。这样可以根据需要自由地选择变化温度和颜色，不仅满足工业生产需要(示温、报警)，而且还为美化生活提供条件。将多种热可逆变色材料与多彩非热