低温变色材料的制备及其变色性能的研究(3)
Pb2CrO5有良好的热色性, 但色调变化固定、单调，其示温性、视认性等不能满足使用需要，为改善其示温性，须加入其它金属元素。将Pb2CrO5与有热色性的Pb2MO5(M=Mo，W，S，Se，Te)形成固溶体，以Pb2Cr1-xO5表示，在铅位置上有微量的空格存在，向该空格引入前述M元素化合物，即使引入很少量，其热色特性也会增强。随着温度升高，色调从橙色→赤橙→茶色，热跟踪性良好。这类无机热变色材料耐温、耐久、耐光照，有足够的可逆重复寿命，同时，具有很好的混合加工性，可用作家庭取暖器、空调机、电熨斗、等家用电器示温标志[1]。
1.3.1 可逆热变色有机材料
由电子给予体，电子受体及溶剂等三部分组成。电予给与体也称隐色染料，当温度变化时，与电子接受体发生可逆热变色反应。通过其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[1]。
1.4 可逆热变色有机材料的制备
目前，有关有机类热致变色材料的研究和报道中，多以电子受体类为主。这类材料一般由电子给予体、电子接受体及溶剂性化合物三部分组成[12]。
1.4.1 发色剂
发色剂是变色材料中的电子给予体，它在材料的变色过程中提供电子，通过向电子接受体给出电子而显色，是提供热变色色基的有机化合物，它本身不能直接发生热变色现象。发色剂决定复配物体系的颜色。常用的三芳甲烷苯酞类的发色剂有：结晶紫内酯、孔雀绿内酯、甲酚红等[13]。其中，结晶紫内酯以其发色速度快，色泽鲜艳，色浓度高，油溶性好，升华性少，价格便宜等优异的特性而在三芳甲烷苯酞类热压敏染料中应用最广，性能最好。孔雀绿内酯也具有稳定性好，显色清晰，合成简单，价格便宜等优点而在实际中广泛应用[14]。日本就有以孔雀绿内酯做示温剂的研究报道[15]。对于甲酚红来说，其作为发色剂的研究目前较少，国内仅有对于甲酚红/硼酸体系、甲酚红/MgCl2/CaCI2/BaCl2/十吹冰醇体系、甲酚红/8-羟基喹啉/十吹冰醇体系的相关研究报道，且都处于探索尝试阶段。
1.4.2 显色剂
显色剂是变色材料中的电子接受体，是引起热变色的有机化合物，它接受发色剂提供的电子而产生颜色反应。显色剂决定热致变色现象是否发生以及颜色的深浅。常用的显色剂有：酚羟基化合物及其衍生物，如双酚A、对羟基苯甲酸苄酯、4-羟基香豆素、8-羟基喹啉、-萘酚、-萘酚等；羧基化合物及其衍生物，如己酸、辛酸、硬脂酸、对苯二甲酸等，以及一些可以给出质子的路易斯酸。其中，苯酚类显色剂毒性大，并且存在易被空气氧化，抗紫外线、耐光性、耐热性等欠佳，热致变色不稳定等缺点而限制了其使用。因此，需不断研究新的显色剂代替酚类。广东工业大学的郝志峰、吴雅红、杨阳、余坚等人提出用硼酸作为显色剂[16]，结晶紫、甲酚红等作为发色剂及不同的填料来制得多种可逆热致变色颜料，颜料的毒性大大降低，耐热性和耐光性明显提高。南京师范大学的杜江燕、李人宇等人提出用碱土金属离子作为显色剂，与甲酚红、溴酚蓝、溴甲酚绿等发色剂制得多种可逆热变色复配物，该复配物易于合成，变色迅速敏锐，性质稳定，抗氧化、抗紫外线性能明显改善。
1.4.3 溶剂
溶剂又叫温度调节剂，是一系列调节温度变化的有机化合物。溶剂决定材料变色的温度。如果要调节材料的变色温度，可改变所用的溶剂。溶剂大多使用醇类，对变色温度有一定作用。主要有正十二醇、正十四醇、正十吹冰醇、正十八醇等应用较为广泛，并以熔点较低、价格便宜、性能稳定的正十吹冰醇应用最多[17]。也有部分研究者使用一些高级脂肪酮、酯、醚、酰胺、羧酸类化合物。如上海东华大学的刘军、赵曙辉、李文刚等人采用月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸等不同溶剂，分析研究了溶剂对结晶紫内酯/双酚A体系的变色温度和变色速度的影响，结果表明溶剂的熔程决定了复配物的变色温度[18]。此外，广东工业大学的郝志峰、吴雅红等人提出不用溶剂的实验方案[16]，并进行了有益的尝试，得到了无需溶剂的变色材料，制备工艺得到简化，降低了成本，减少了环境污染。
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