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1、第25卷第1期华东地质学院学报Vol125No112002年3月JOURNALOFEASTCHINAGEOLOGICALINSTITUTEMar.2002可逆有机热变色材料唐紫蓉张燮(华东地质学院应用化学系,江西抚州344000)摘要:介绍了可逆有机热变色材料及其变色原理,并对其研究和应用进展进行了概述。关键词:可逆有机热变色;变色原理;热变色材料中图分类号:O621.2文献标识码:A文章编号:1000-2251(2002)01-050-05热变色材料是在一定温度范围内,其颜色随温111按有机化合物的命名分类度的改变而发生明显变
2、化的功能材料。早在一百有三苯甲烷类、荧烷类、吩噻嗪类、席夫碱类、[1]多年前,人们就发现了热变色的现象。热变色材螺环类、双蒽酮类、双口占吨类、α-萘醌衍生物、聚合料的全面研究和应用,迄今已经有六、七十年的发物类(如聚二炔、聚硅烷、聚锗烷、聚噻吩)、生物大展历史,在我国也有三十多年的历史。经过几十年分子类等。的研究与发展,人们已经开发出了无机、有机、液112按热变色材料的组成或热变色机理分类晶、聚合物以及生物大分子等各类具有热变色特性按热变色材料的组成不同或热变色现象产生[2]的材料。的机理不同又可分为两类:一类热变色现象是由一通
3、常情况下,热变色材料按其性质可分为无机种化合物受热后发生了组成或结构改变而产生的。和有机两大类;按其颜色变化的可逆性,可分为可前述各类有机化合物中有不少具有这种性质,可直逆型和不可逆型;按其变色温度高低,可分为低温接作为热致变色材料。另一类为一些受热时本身型(T<373K)、中温型(373K873K)。根据其在某一温度范围内的变色化合物混合后,由于它们之间的反应也会产生热变次数,又可分为单变色(无色到有色、有色到无色、色现象。这种两种以上物质混合而得到的混
4、合物颜色A到颜色B)和多变色型(颜色A到颜色B到(或复配化合物),也是得到广泛研究和一定实际应[3-5]颜色C⋯⋯)。用的热变色材料。这类材料,一般来说常由下述四[4-7]热变色材料的发展自八十年代以来逐渐趋向个部分构成:于低温和可逆两个方面,低温可逆有机类热变色材(1)提供热变色色基的有机化合物(又称发色料在各类热变色材料中综合性能最优,成为目前热剂)。如前述三苯甲烷类、荧烷类、吩噻嗪类、席夫变色材料研究和应用的热点。这种热变色材料变碱类、吲哚啉苯酞类以及螺吡喃类等化合物中有不色温度可选性较大、变色区间窄、颜色组合自由、色能直
5、接发生热变色现象的物质;彩鲜艳、变色明显,其应用范围已从简单的示温作(2)引起热变色的有机化合物(又称显色剂)。用拓展到纺织品、印刷、涂料、玩具、防伪和厨房用常用的有酚羟基化合物及其衍生物,如双酚A、α-品等日常生活的各个方面。萘酚、β-萘酚等,羧基化合物及其衍生物,如己酸、辛酸、硬脂酸对苯二甲酸等,以及一些可以给出质1可逆有机热变色材料的组成与分类子的路易斯酸;人们研究与开发的有机可逆热致变色材料已(3)调节温度变化的溶剂化合物(又称温度调有不少,按其性质、组成及制备方法的不同可以有节剂)。多为一些高级脂肪醇、酯、酮、醚、酰胺
6、、羧不同的分类。酸类化合物;收稿日期:2001210212作者简介:唐紫蓉(1974—),女,汉族,江西人,硕士研究生,分析化学专业。第1期唐紫蓉等:可逆有机热变色材料51(4)其他添加剂。如增感剂、紫外光吸收剂、增21111分子间的电子转移稠剂或分散剂等。由于分子间电子转移而产生热变色的可逆有上述体系中前三种组分起决定作用。发色剂机热变色材料是近年来研究的最为广泛的一类热决定该体系的颜色,显色剂决定热致变色现象是否变色材料。它的发色剂和显色剂分别是电子给予发生以及颜色的深浅,温度调节剂决定变色的温体和电子接受体,当温度发生变化
7、时,电子给予体度。而其他添加剂主要是起调节发色灵敏度和增和电子接受体发生可逆的化学反应,通过它们之间加颜色稳定性等作用。电子的给予和接受,分子结构发生改变,导致颜色当然,并不是所有这一类可逆有机热变色材料发生可逆变化。都是由这几个组分构成。例如有些热变色材料的当前这类热色材料的研究大都是通过对不同显色剂和温度调节剂可以是同一种物质,这常见于发色剂进行试验,并选择合适的显色剂及温度调节一些高级脂肪醇以及羧酸类化合物,如十六醇、十剂,制得一系列色彩丰富、变色明显、灵敏度较高、八醇和月桂酸、硬脂酸等,它们既可以引起发色剂有应用前景的有
8、机热变色材料。以三苯甲烷类发颜色变化,本身又是较好的温度调节剂。色剂为例,日本松井色素化学工业株式会社研究开另外,文献[8～24]研究了三苯甲烷类、席夫碱发了以结晶紫内酯(CVL)和双酚A反应制得的热[5,27]类、卟啉类、有机胺等与某些金属离子形成的金属变色涂
