1 概 念 1.1 何謂變色纖維? 所謂變色纖維是一種具有特殊組成或結構的、在受到光、熱、水shui分fen或huo輻fu射she等deng外wai界jie條tiao件jian刺ci激ji後hou可ke以yi自zi動dong改gai變bian顏yan色se的de纖xian維wei。變bian色se纖xian維wei目mu前qian主zhu要yao品pin種zhong有you光guang致zhi變bian色se和he溫wen致zhi變bian色se兩liang種zhong。前qian者zhe指zhi某mou些xie物wu質zhi在zai一yi定ding波bo長chang的de光guang線xian照zhao射she下xia可ke以yi產chan生sheng變bian色se現xian象xiang,而er在zai另ling外wai一yi種zhong波bo長chang的de光guang線xian照zhao射she下xia(或熱的作用),又會發生可逆變化回到原來的顏色;houzhezeshizhitongguozaizhiwubiaomianzhanfuteshuweijiaonang,liyongzhezhongweijiaonangkeyisuiwendubianhuaeryansebianhuadegongneng,ershixianweichanshengxiangyingdesecaibianhua,bingqiezhezhongbianhuayeshikenide。 變色纖維品種主要集中在光致變色上。其實早在1989年,W.MARCKWALD 就首次發現了某些固體或液體化合物具有光致變色的性質,具有光敏變色特性的物質通常是一些具有異構體的有機物,如萘吡喃、螺luo呃e嗪qin和he降jiang冰bing片pian烯xi衍yan生sheng物wu等deng。這zhe些xie化hua學xue物wu質zhi因yin光guang的de作zuo用yong發fa生sheng與yu兩liang種zhong化hua合he物wu相xiang對dui應ying的de鍵jian合he方fang式shi或huo電dian子zi狀zhuang態tai的de變bian化hua,可ke逆ni地di出chu現xian吸xi收shou光guang譜pu不bu同tong的de兩liang種zhong狀zhuang態tai即ji可ke逆ni的de顯xian色se、退色和變色。 最早的應用實例是在越南戰爭時期,美國的CYANAMIDE公(gong)司(si)為(wei)滿(man)足(zu)美(mei)軍(jun)對(dui)作(zuo)戰(zhan)服(fu)裝(zhuang)的(de)要(yao)求(qiu)而(er)開(kai)發(fa)的(de)一(yi)種(zhong)可(ke)以(yi)吸(xi)收(shou)光(guang)線(xian)後(hou)顏(yan)色(se)改(gai)變(bian)的(de)織(zhi)物(wu)。而(er)我(wo)國(guo)的(de)東(dong)華(hua)大(da)學(xue)采(cai)用(yong)淡(dan)黃(huang)綠(lv)色(se)的(de)三(san)甲(jia)基(ji)螺(luo)呃(e)嗪(qin)為(wei)光(guang)敏(min)劑(ji),與(yu)聚(ju)丙(bing)烯(xi)切(qie)片(pian)共(gong)混(hun)後(hou)製(zhi)成(cheng)切(qie)片(pian)經(jing)高(gao)溫(wen)熔(rong)融(rong)紡(fang)絲(si)形(xing)成(cheng)的(de)光(guang)敏(min)纖(xian)維(wei)也(ye)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)性(xing)能(neng)。這(zhe)種(zhong)纖(xian)維(wei)經(jing)過(guo)紫(zi)外(wai)線(xian)的(de)照(zhao)射(she)後(hou)能(neng)迅(xun)速(su)地(di)由(you)無(wu)色(se)變(bian)為(wei)藍(lan)色(se),光(guang)照(zhao)停(ting)止(zhi)後(hou)又(you)可(ke)以(yi)迅(xun)速(su)變(bian)為(wei)無(wu)色(se),並(bing)且(qie)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)耐(nai)洗(xi)性(xing)能(neng)和(he)一(yi)定(ding)的(de)光(guang)照(zhao)耐(nai)久(jiu)性(xing)。相(xiang)應(ying)的(de)產(chan)品(pin)還(hai)有(you)日(ri)本(ben)KANEBO公司的光敏變色織物,而由這種織物製成的T恤衫早在1989年就供應市場了。美國的CLEMSON大學和GEOR―GIA理(li)工(gong)學(xue)院(yuan)等(deng)幾(ji)所(suo)大(da)學(xue)最(zui)近(jin)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)研(yan)究(jiu)改(gai)變(bian)光(guang)敏(min)纖(xian)維(wei)的(de)表(biao)麵(mian)塗(tu)層(ceng)材(cai)料(liao),而(er)使(shi)纖(xian)維(wei)的(de)顏(yan)色(se)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)。在(zai)民(min)用(yong)領(ling)域(yu),光(guang)敏(min)變(bian)色(se)纖(xian)維(wei)主(zhu)要(yao)運(yun)用(yong)於(yu)娛(yu)樂(le)服(fu)裝(zhuang)、安全服和裝飾品以及防偽標識上。 還有像一般的變色材料是指具有光、熱、電等致變色性能的材料。特別是閃光變色纖維蝴蝶的翅膀和孔雀的羽毛在光的反射下更加美麗, zheshiyinweiguangdecanyukeshiyansexiaoguogengjia。jiyuzheyiyuanli,liruxiangribendeyiweijiaoshoufamingleshanguangbiansexianwei。yongzhezhongxianweizhichengdezhiwusecaibianhuaduoduan,lingrenshenwang.這種織物可用來製作服裝和室內裝飾等等。 1.2 變色纖維的類型 變色纖維的類型大致分為光致變色纖維材料、熱敏變色纖維材料和電致變色纖維材料和其他變色材料。 1.2.1 光致變色纖維材料 光致變色材料分有機類和無機類兩種。有機類有螺吡喃衍生物、偶氮苯類衍生物等。該類變色材料的優點是:光發色和消色塊,但熱穩定性及抗氧化性差,耐疲勞性低,且受環境影響大。無機類有摻雜單晶的SrTiO3,能(neng)光(guang)致(zhi)變(bian)色(se),它(ta)克(ke)服(fu)了(le)有(you)機(ji)光(guang)致(zhi)變(bian)色(se)材(cai)料(liao)熱(re)穩(wen)定(ding)抗(kang)氧(yang)性(xing)差(cha),耐(nai)疲(pi)勞(lao)性(xing)低(di)的(de)缺(que)點(dian),且(qie)不(bu)受(shou)環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)。但(dan)無(wu)機(ji)光(guang)致(zhi)變(bian)色(se)材(cai)料(liao)發(fa)色(se)和(he)消(xiao)色(se)較(jiao)慢(man)、粒徑較大。光致變色纖維是將光致變色材料和高聚物共混通過溶液紡絲、共混紡絲或複合紡絲技術製得的纖維。 而光致變色纖維是在太陽光或紫外光等的照射下顏色會發生變化的纖維,當光線消失之後又會可逆地變回原來的顏色。自從1899年(nian)發(fa)現(xian)某(mou)些(xie)固(gu)體(ti)和(he)液(ye)體(ti)的(de)化(hua)合(he)物(wu)有(you)光(guang)敏(min)性(xing)能(neng)以(yi)來(lai),各(ge)種(zhong)光(guang)敏(min)材(cai)料(liao)的(de)研(yan)究(jiu)就(jiu)引(yin)起(qi)了(le)人(ren)們(men)極(ji)大(da)的(de)興(xing)趣(qu)。日(ri)本(ben)首(shou)先(xian)開(kai)發(fa)出(chu)光(guang)致(zhi)變(bian)色(se)複(fu)合(he)纖(xian)維(wei),並(bing)以(yi)此(ci)為(wei)基(ji)礎(chu)製(zhi)得(de)了(le)各(ge)種(zhong)光(guang)敏(min)纖(xian)維(wei)製(zhi)品(pin),如(ru)繡(xiu)花(hua)絲(si)絨(rong)、針織紗、機織紗等,用於裝飾皮革、運動鞋、毛衣等,受到人們的廣泛喜愛。 光致變色纖維材料這方麵有不少例子,比如腈綸織物采用帶有變色分子的陽離子染料進行染整加工後,其在不同的光源下發生變色 ,故稱變色針織物。勻染劑、酸劑對變色效果有一定的影響。實驗結果表明:采用1227勻染劑和冰醋酸 ,織物的變色效果最佳。變色腈綸針織物烘幹前必須進行開幅整理 ,烘幹溫度應在 98℃~100℃。由這種方法製備的纖維、織物在不同的光的波長下有不同的色調,都屬於光致變色纖維織物。還有就是日本某公司將吸收350nm~400nmbochangziwaixianhouyouwusebianweiqianlansehuoshenlansedeluofunanleiguangminwuzhibaoguozaiweijiaonangzhong,yongyuyinhuagongyizhichengguangminbiansezhiwu。weijiaonanghuakeyitigaoguangminjidekangyanghuanengli,congeryanchangshiyongshouming。caiyongzhezhongjishushengchandeguangminbianseT恤已經於1989年供應市場,近年來,國內也有類似的產品銷售。 1.2.2 熱敏變色纖維 熱(re)敏(min)變(bian)色(se)纖(xian)維(wei)是(shi)指(zhi)隨(sui)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)顏(yan)色(se)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)的(de)纖(xian)維(wei)。獲(huo)得(de)熱(re)敏(min)變(bian)色(se)纖(xian)維(wei)的(de)方(fang)法(fa)除(chu)了(le)將(jiang)熱(re)敏(min)變(bian)色(se)劑(ji)充(chong)填(tian)到(dao)纖(xian)維(wei)內(nei)部(bu)外(wai),還(hai)可(ke)將(jiang)含(han)熱(re)敏(min)變(bian)色(se)微(wei)膠(jiao)囊(nang)的(de)氯(lv)乙(yi)烯(xi)聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液(ye)塗(tu)於(yu)纖(xian)維(wei)表(biao)麵(mian),並(bing)經(jing)熱(re)處(chu)理(li)使(shi)溶(rong)液(ye)成(cheng)凝(ning)膠(jiao)狀(zhuang)來(lai)獲(huo)得(de)可(ke)逆(ni)的(de)熱(re)敏(min)變(bian)色(se)功(gong)效(xiao)。 例如,1988年東麗公司開發了一種溫度敏感織物Sway,這種織物是將熱敏染料密封在直徑3~4m的膠囊內,然後塗層在織物表麵。這種玻璃基材的微膠囊內包含了三種主要成分:熱敏變色性色素;與色素結合能顯現另一種顏色的顯色劑;在某一溫度下能使相結合的色素和顯色劑分離並能溶解色素或顯色劑的醇類消色劑。調整3者組成比例就可以得到顏色隨溫度變化的微膠囊,而且這種變化是可逆的。它的基色有4種,但可以組合成64種不同的顏色。 |