理论教育 研发热敏变色面料,实现颜色变化的原理与应用

研发热敏变色面料,实现颜色变化的原理与应用

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:热敏变色面料的变色原理是在面料内附着一些直径2μm左右的微胶囊,胶囊内贮有因温度而变色的液晶材料或染料。日本的一家人造纤维公司还研制出一种变色游泳衣,这种泳衣面料是采用感温变色纤维织制的,它对温度的变化十分敏感,人穿在身上和下到水中,就会看到泳衣颜色的变化。

研发热敏变色面料,实现颜色变化的原理与应用

变色面料是指其颜色随外界环境条件(如光、热、湿、电、压力等)的变化而发生变化的面料。其变色机理为当外界条件发生变化时,面料对可见光吸收光谱发生改变,从而导致面料颜色变化。一般变色材料分不可逆变色和可逆变色两类,服装面料用变色材料(染料)主要是指可逆形变色的。

(一)热敏变色面料

热敏变色面料是指面料的颜色随温度的变化而变化。热敏变色面料的变色原理是在面料内附着一些直径2μm左右的微胶囊,胶囊内贮有因温度而变色的液晶材料或染料。无数微胶囊分散于液态树脂黏合剂或印染浆液中,进一步加工将它们涂覆于纤维或面料上,当环境温度变化时,便会出现颜色变化的现象,而且这种变色是可逆的。英国伦敦的一家时装公司目前开发了一种含液晶感温变色材料的面料,这种面料的颜色会随着人体体温的变化而变化。在28℃的时候,面料是红色的;在33℃时,它又变成黄色;在28~33℃时,还可以幻变出其他各种各样的色彩。日本的一家人造纤维公司还研制出一种变色游泳衣,这种泳衣面料是采用感温变色纤维织制的,它对温度的变化十分敏感,人穿在身上和下到水中,就会看到泳衣颜色的变化。

(二)光敏变色面料

光敏变色面料又称光致变色面料,是指在光的刺激下,面料发生颜色和导电性可逆变化。其原理是根据外界的光照度紫外线受光量的多少,使面料色泽发生可逆性变化来实现的。可以采用在纺丝溶液中加入具有光敏变化性化合物的方法,或合成能变色的聚合物进行纺丝的方法进行纺丝织布。日本研究的防伪纤维就是在聚酯纤维中加入特殊的发色剂,只要激光一照,发色剂就会发生变化,面料的颜色也就随之变化了。还可以利用微胶囊技术,将可变色的光敏液晶材料涂覆在面料上,光线的明暗变化(如从室内到室外、从背阴处到阳光下或舞台灯光的变化等)便会使面料颜色发生明显变化或使面料表面巧妙地浮现出各种图案花纹。目前正在研发用光敏变色纤维制成能自动改变颜色并能与环境保持一致颜色的被称之为“变色龙”的伪装迷彩面料,用于制作军事上的迷彩伪装服,这对于军用制服来说,无疑是一种理想的伪装材料。

(三)湿敏变色面料(www.daowen.com)

湿敏变色面料也称“水现织物”,是指因水的润湿或随空气中湿度变化而改变颜色的面料。这种面料看起来与普通面料没有差异,但是当它潮湿时就会显示出花纹、图案。由钴盐制成的无机涂料,其中含有六结晶水的氯化钴配合物,加热时失去部分水分后变为二结晶水氯化钴,由于配合物配位数目的变化和配合物几何形状的改变,引起吸收光谱的变化而改变颜色。这种无机涂料的使用与普通涂料一样,与胶黏剂混合后用于纺织品的印花加工,印花涂膜。这种面料非常适合制作泳装或雨衣、雨伞。穿上这种材料的泳装或雨衣,在入水的瞬间或雨水浸湿雨衣时,泳装和雨衣上斑斓的图案渐渐显示出来,引人注目,令人遐想。

(四)生化变色面料

生化变色面料是生产面料时添加一些材料,使该面料在接触某些生物体或化学物质(有毒、有害物质)后会改变颜色,以利用其起到提醒、防护作用。这种面料的变色与其他变色面料的不同点是,它是不可逆的。

(五)电致变色面料

电致变色材料是一类能随外界电场有无或改变而发生颜色变化的材料。电致变色面料是指染料分子在电压作用下在介质中发生电子的得失,从而引起面料变色。染料呈色是由于它吸收了白光中一定波长的光波而显出被吸收光波的补色的缘故。比如吸收了656nm左右的红光,则显出它的补色492nm的蓝绿色了。基于聚苯胺的变色性和导电性,可以用类似电镀的方式镀在纤维或织物上,制成各种变色纤维和导电、抗静电织物。

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