1。2。2 含有一CH=CH一的多芳环有机物
该类可逆热色性有机化合物含有的碳碳双键往往是把含有苯环或类苯环的共轭体系连成大的共轭体系,其碳碳双键中的碳原子或者是环上的桥头碳原子,或者与苯环等共轭基团相连。虽然该类可逆热色性有机化合物发现较早,研究较多。但其变色机理还不十分清楚。可能是因为在加热过程中发生了平面构型扭转,或者生成了双自由基。在双蒽酮等母体的各个碳位上。可以是各种取代基。如烷基、硝基、烷氧基、卤素、芳香基、苯并环等。该类可逆热敏变色性有机物的典型母体如下:
1。2。3 通过电子转移表现出可逆热敏变色性
这类有机可逆热敏材料由电子给予体(隐色染料),电子接受体、调节剂、增感剂及其他溶剂等组成。电子给予体和电子接受体之间因温度引起电子转移现象,通过加入调节剂和增感剂可以使混合物很好地混合,而且还在某一温度发生凝固与熔融的相互转变现象,控制电子的转移程度。使其实现可逆变化[4]。常见有机可逆热敏材料的主要组分及作用如表2所示。
通常,电子给予体和电子接受体的氧化还原电位接近,当温度变化时,二者氧化还原电位相对变化程度不同,使氧化还原反应的方向随着温度的改变而改变,通过电子的转移而吸收或辐射一定波长的光,表观上便有了颜色的变化。即所谓电子得失机理。例如:低温时CVL供给双酚A电子显蓝色。高温时发生熔融现象。 CVL保留电子而呈淡蓝色。即显色凝同与熔融消色现象的转变是随着组成物相转变而变化的,其变色温度位于组成物中熔融性化
合物熔点附近。
1。3 液晶类
液晶是介于同态与液态之间的中间态物相。即为三位有序的空间结构和各向同性的均质熔融物质。按形成条件把液晶分为溶致变色液晶和热致变色液晶两大类,溶致液晶是指溶于溶剂形成液晶态物质;热致液晶是指在加热条件下形成液晶态物质。热致变色型液晶按光学组织结构不同又可分为近晶型液晶、向列型液晶和胆甾型液晶三种。而液晶可逆热敏材料以胆甾型液晶为主。形成热色效应的机理可用Fergason的反射模型加以阐明:在零级近似下,胆甾相可看成具有平均折射率为 n的各向同性介质;在一级近似下,光学性质受到空间结构
周期半螺距p/2的调制(p/2相当晶体的品格常数a),产生布拉格反射。当可见光波长满足布拉格反射条件时,可观察到相应波长的颜色。随着温度的变化,螺距随之改变,从而产生色彩的变化。形成液晶的热色效应[5]。