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有机可逆热致变色颜料的变色机理
2021-03-12

有机可逆热致变色颜料的变色机理

目前,由于有机可逆热致变色颜料的组分种类繁多,它的变色机理也受到了广大国内外学者的研究。其变色机理有以下几种:

热致变色材料.png

1.pH值变化机理

这种变色颜料大多数由酸碱指示剂、羧酸类及胺类等熔融性物质组成,使得体系受温度影响严重,当周围环境温度有明显变化时,体系就会融化变软或凝固变硬,使得材料产生异构体结构诱导体系pH值也发生改变,然后发生质子化或者去质子化过程,导致吸收波长发生红移或者紫移,从而颜色发生变化。如氨基偶氮类变色颜料在pH值致变色前后,存在胺和偶氮盐的同分异构体。

2.分子内质子转移机理

具有这一变色机理的热致变色颜料,在高温环境下,它的分子结构会随着质子的迁移而发生变化,导致颜色也随之变化。如水杨醛缩苯胺类席夫碱类变色颜料,在外界环境温度升高时,分子结构中酚羟基上的氢原子会转移到间位的氮原子上,使原有的烯醇式化合物结构转变为酮式结构,从而形成酮-烯醇互变异构体,颜色上表现为由黄色转变为砖红色。

3.立体结构变化机理

具有此变色机理的代表性变色颜料是具有聚噻吩分子的化合物。低温下具有五元杂环的共辄平面结构中的C-S 键会随着温度升高发生高度旋转,导致平面结构向空间立体结构转化。这会使分子结构的禁带宽度增大,影响光的吸收,从而发生颜色变化。

4.电子得失机理

具有这一变色机理的变色颜料一般由发色剂、显色剂(接受电子基团)和溶剂三个组分构成。其中提供电子基团的发色剂决定着材料颜色变化,通常是一些含有内酯类化合物、荧烷类等的物质;显色剂接受发色剂提供的电子,决定变色颜料颜色变化深浅,通常由酚类、羟基化合物类、羧酸类等组成;溶剂性物质的连续相为显色剂与发色剂的共混提供了场所,起着控制变色颜料变色温度的作用,主要有高级脂肪醇、酯、酮、无机酸类化合物等。这种材料的变色机理别具一格,提供电子的发色剂与接受电子的显色剂会随着温度的升高,彼此之间不断的进行电子转移,会导致材料对某些波长的光有固定吸收的分子结构发生改变,颜色也随之改变。

变色颜料.png


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