热敏变色机理热敏变色染料的变色机理随种类不同而不同,分述如下。无机类热敏染料许多金属和无机物具有热变色性,其变色机理主要有以下几种:(1)发生相变;(2)配位体几何形状变化;(3)不同分子结构间的平衡变化;(4)溶剂化离子中溶剂分子数的变化(例如脱水)。
过渡金属化合物和有机金属化合物是两类主要的无机热敏物质。过渡金属化合物中最重要的种类是碘化汞的复盐,例如Ag2HgI4和Cu2HgI4,它们分别在51℃从黄色变成橙色和在70℃从红色变成黑色,这是由于其在此温度下发生相变引起的。另外,还有许多过渡金属化合物的水溶液也发生热变色,这是由于配位体几何形状变化或脱水所致,例如CoCl2溶液在25℃是粉红色,加热到75℃就变成暗蓝色。有机金属化合物如有机络合物<(C2H5)2NH2>2CuCl4于室温是绿色,而在43℃则变成黄色,其变色机理与无机络合物相同,即是因配位体几何形状变化或配位基数目和特性变化引起的。
有机类热敏染料有机热敏染料由于对温度敏感性远大于无机类化合物,而且颜色浓艳,所以纺织品用的变色染料主要是有机类的。有机热敏染料变色有三种不同的途径:(1)晶格结构变化引起变色液晶变色就属于此种情况。液晶有机物质的颜色对温度和压力都很敏感,随温度和压力变化而改变颜色。应用于热敏染料的主要是胆甾型液晶,此种液晶一受到白光照射会呈现彩虹状颜色,随着温度和压力的变化,颜色可从红色到紫色变化,而且是可逆变化,这种特性可用于纺织品变色印花。发生变色的原因是由于这类液晶具有螺旋体结构特征,它对白光发生选择性吸收和反射某些波长的偏振光,表面反射和透射出两种不同颜色的光,而且这种颜色随分子螺旋结构的伸长或缩短而变化。螺旋结构的伸缩随温度而变化,使反射和透射光的波长也变化,产生不同颜色。另外,即使螺旋结构不发生伸缩变化,液晶本身的光学各向异性也会产生颜色变化。所以液晶具有非常灵敏的热变色性能。
(2)发生立体异构引起变色立体异构变色的化合物往往需在熔点以上温度,通常超过150℃才发生变色,例如联蒽酮在固体状态是无色的,而高于熔点温度后发生立体异构变成绿色的熔体。
结论:虽然变色染料能够赋予纺织品动态色彩效应以及其它一般染料无法获得的优越性能,但是其真正意义上的使用近几年才开始。导致其应用局限性的最主要原因是因为变色染料应用于纺织品加工时,其色牢度等服用技术指标不过关,所以至今未能广泛使用。但是随着经济的发展和技术的进步,以及人们对新颖服饰风格的追求,变色染料的发展前景是可观的。