功能性染料概述.ppt

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1、5.1概述1、功能性染料：也称为功能性色素，是具有特殊功能或特殊应用性能的染料，这种染料的功能指的是用于着色用途以外的性能。2、功能性染料的作用：是利用染料特有的光、电、磁等活性应用于高技术领域，而不是为其他产品着色。3、功能性染料包括：激光染料、液晶染料、光致变色色素、热致变色色素、电致变色色素、电致发光色素、光盘用色素、太阳能存储用色素、生物医用色素、化学发光用色素等。5.1概述4、功能性染料的研究现状我国也已经开始从事此方面的研究工作，但仍存在较大的差距，功能性染料工业最发达的国家是日本。三菱化成：喷墨打印墨水、升华热转印油墨、液晶染料日本油墨：激光打

2、印用有机光导材料保土谷：热敏染料、电荷调节剂、有机光导材料三井东压：液晶染料、偏振滤光、近红外吸收染料升华热转印油墨5.2几种重要的功能性染料5.2.1光致变色色素1、光致变色现象（photochromism）:指的是物质（有机分子或无机晶体）受到光照射后，其最大吸收波长（或反射光的波长）发生变化的现象。2、光致变色色素（photochromisccolorant）:具有上述性质的物质称为光致变色材料或光致变色色素。5.2.1光致变色色素3、光致变色色素实用化需满足的条件：（1）变化前后的两个最大吸收波长（或反射光波长）至少有一个在可见光区；（2）变化前后的

3、物理状态有足够的稳定性；（3）两种状态之间的变化要有较高的抗疲劳性，即有足够长的循环寿命；（4）两种状态之间的变化其影响速度要足够快，灵敏度要足够高；（5）制造成本要足够低。5.2.1.1有机光致变色色素的种类1、由共轭链变化导致变色5.2.1.1有机光致变色色素的种类2、有顺反式结构变化引起变色5.2.1.1有机光致变色色素的种类3、由分子内质子转移产生颜色变化5.2.1.1有机光致变色色素的种类4、由开环闭环反应引起变色5.2.1.2有机光致变色色素的种类5、由加氧脱氧反应引起变色5.2.1.2有机光致变色色素的种类6、由光氧化还原反应引起变色5.2.1

4、.2有机光致变色色素的种类7、由均裂反应引起变色5.2.1.3光致变色色素的应用例1、光致变色油墨：3份螺吲哚萘恶嗪类化合物、溶于57份醋酸纤维素丙酸酯、20份甲苯和20份乙醇中，混合物在60℃下加热15分钟，在80℃减压下将溶剂蒸干，将残余物粉碎成1~20微米的微粒，即可作为光致变色色素的制备物使用。5.2.1.3光致变色色素的应用例2、水性油墨的配方48%丙烯酸聚合物的水乳液69份，49%丙烯酸聚合物的水乳液6份，消泡剂0.02份，聚乙烯蜡1.0份，异丙醇8份，水3份以及上述光致变色制备物13份，在三辊机中调和成油墨，用普通的方法印在纸上，印品在360纳

5、米波长的光照射下，会由无色变成蓝色。5.2.2热致变色色素定义：1、具有热致变色特性的物质称为热致变色材料（也称为热敏染料）。2、如果上述材料本身是有色的，发生颜色变化后呈现另一种颜色，则可称这类材料为热致变色色素。3、热致变色现象（thermochromism）指某些物质在受热或受冷时所发生的颜色变化。5.2.2.1热致变色材料的变色机理1、结构变化：晶体结构或晶体常数的改变；有机化合物分子结构的变化；金属络合物几何构型的变化。2、热分解：由热分解引起颜色变化大多不可逆。3、化学反应：酸碱反应；电荷转移；质子传递；螯合反应。是可逆的。5.2.2.2无机热致

6、变色材料热变色材料变色温度原因碘化汞（HgI2）碘化银（AgI）碘化汞银（Ag2HgI4）碘化汞铜（Cu2HgI4）(2PbCO3/Pb(OH)2)+ZnS(NH4)2MnP2O7[Ni(C5H6N)4](CNS)2CoCl2/2C6H12N4/10H2O黄色←127℃→红色（可逆）黄色←147℃→深红色（可逆）黄色←50.7℃→红色（可逆）黄色←67℃→黑色（可逆）白色←130℃→黑色（不可逆）紫色←400℃→白色（不可逆）蓝色←135℃→淡绿色（不可逆）红色←35℃→黄色（准可逆）结晶变化结晶变化结晶变化结晶变化化学反应热分解热分解热分解5.2.2.3有

7、机热致变色材料三芳甲烷类、荧烷类、螺吡喃类：分子体系中的一个碳原子由SP3杂化态转为SP2杂化态，使原先被隔开的∏体系转变为完整的大∏体系，进而使得化合物从无色变为有色。席夫碱类：其化学结构存在烯醇式和酮式两个构造，他们的变色是由这两个互变异构体之间存在一个温度敏感的平衡。一、三芳甲烷类热致变色色素结晶紫内酯：一、三芳甲烷类热致变色色素由三芳甲烷类热致变色色素制成的热致变色材料其基本成分有三种：热致变色色素（色原体）：决定材料自身的颜色和变化后的颜色。可提供质子的羟基类化合物（如双酚A）：影响颜色的深度。具有极性的溶剂：控制变色温度。一、三芳甲烷类热致变色色

8、素由各种醇控制的变色温度高级醇变色温度℃正辛醇（C8