【集萃网观察】热变色材料在国外有五、六十年的发展历史,在我国也有近30年的历史。其发展初期。基本都是不可逆热变色材料。主要有用于示温的涂料类。如在炼油装置中用作超温报警涂料、航空工业中用来指示材料的表面温度分布以及仪器上广泛应用的热敏纸上的成色剂等。这些热变色材料一般变色温度都较高。上世纪80年代以来。国外热变色材料的发展趋向于低温及可逆两方面。低温可逆热变色材料出现了一系列新品种。除了涂料外。还出现了变色油墨。其不仅用于示温作用,而且还广泛地应用到日常生活的各个领域。如印刷、纺织服装和娱乐等。可逆热变色材料应用面的扩大。其需求量无疑会日益增大,逐渐显示出潜在的经济效益和社会效益。
1 热敏变色材料的变色机理
1。1 无机类
无机可逆热敏材料的变色颜料大多是含有Ag、Cu、Hg的碘化物、络合物、复盐,由钴盐、镍盐六次甲基四胺形成的化合物也是较好的无机可逆热敏材料,如:Pb2-yMyCr1-xMxO5,,MCrO4等等,常见的无机可逆温敏材料如表1所示。无机可逆热敏材料合成工艺简单、成本较低,但其温度范围窄、变色分散、毒性大、色差小以及受使用条件、加热时间和速度等限制,示温精度不是很高;且其温敏变色机理是利用物质的固有性质。无法自主选择所希望的变色温度和颜色,所以其应用受到限制。
无机可逆热敏材料是通过把材料加热到一定温度时,材料中的热敏颜料发生某些物理变化或化学变化,导致分子结构或分子形态变化引起颜色变化,从而达到指示温度的目的。
1。2有机类
有机可逆热敏变色性的化合物较多。如螺环类、双蒽酮类、席夫碱类、荧烃类、三苯甲烷类等。
1。2。1 螺环类可逆热敏变色化合物
螺环类可逆热色性化合物早期报道的主要是螺环吡喃类,这类化合物发展很快,其品种繁多。一般而言加热固体时。伴随着熔融过程发生着无色或浅色与有色(如紫、蓝色等)的变化。在溶液中也常有溶剂热色现象[3]。同时该类化合物往往既有热色性又有光色性。在螺环吡喃母体各个碳位上。可以有各种取代基,如最近报道的吲哚啉螺苯并吡喃衍生物。