功能性染料講解

（優(yōu)選）第五章功能性染料目前一頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)功能性染料的分類(lèi)和用途色素分類(lèi)功能特性應(yīng)用實(shí)例光致變色色素光照發(fā)生顏色變化玩具、服裝、變色纖維熱致變色色素受熱或受冷而發(fā)生顏色的變化熱敏紙（傳真紙、心電圖紙等）、示溫材料電致變色色素電場(chǎng)下變色廣告版、液晶光盤(pán)用色素吸收激光發(fā)熱分解CD-R和DVD-R光盤(pán)目前二頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)功能性染料的分類(lèi)和用途色素分類(lèi)功能特性應(yīng)用實(shí)例生物醫(yī)用色素與生物體內(nèi)的金屬例子結(jié)合后熒光性能發(fā)生改變，光照產(chǎn)生單線態(tài)氧疾病監(jiān)測(cè)、DNA測(cè)序、熒光探針、光動(dòng)力治療太陽(yáng)能存儲(chǔ)用色素將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能玩具、服裝、變色纖維化學(xué)發(fā)光色素氧化反應(yīng)發(fā)光化學(xué)光棒目前三頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.1光致變色色素

光致變色現(xiàn)象指的是物質(zhì)（有機(jī)分子或無(wú)極分子）受到光照射后，其最大吸收波長(zhǎng)（或反射光的波長(zhǎng)）發(fā)生變化的現(xiàn)象。具有這種性質(zhì)的物質(zhì)稱為光致變色材料或光致變色色素。ABλ1λ2，△目前四頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)光致變色材料的應(yīng)用光致變色色素加入透明樹(shù)脂中，制成變色材料，可以用于太陽(yáng)眼鏡片、服裝、玩具等用光致變色色素制成防偽油墨光信息存儲(chǔ)（可擦式光盤(pán)、CD-E）分子開(kāi)關(guān)，應(yīng)用于光電技術(shù)和光控裝置中目前五頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.1光致變色色素目前六頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.1.1光致變色色素的分類(lèi)（1）由共軛鏈變化導(dǎo)致的光致變色色素螺吡喃類(lèi)螺噁嗪類(lèi)聯(lián)吡啶類(lèi)目前七頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)（1）由共軛鏈變化導(dǎo)致的光致變色色素氮丙啶類(lèi)噁嗪類(lèi)目前八頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)（2）由順-反結(jié)構(gòu)變化引起的光致變色色素硫靛類(lèi)偶氮類(lèi)目前九頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)（3）由分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生顏色變化的光致變色色素西夫堿類(lèi)呫噸酮類(lèi)目前十頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)（4）由開(kāi)環(huán)-閉環(huán)反應(yīng)引起變色的光致變色色素俘精酸酐類(lèi)芳香稠環(huán)化合物類(lèi)（5）由加氧-脫氧反應(yīng)引起變色的光致變色色素目前十一頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)（6）由光氧化-還原反應(yīng)引起變色的光致變色色素三芳二吡嗪類(lèi)四氯萘酮類(lèi)（7）由均裂反應(yīng)引起變色的光致變色色素目前十二頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)幾種光致變色材料一、俘精酸酐

俘精酸酐是芳取代的二亞甲基丁二酸酐化合物的統(tǒng)稱．其分子通式可表示為：目前十三頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)幾種光致變色材料目前十四頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)幾種光致變色材料二、吲哚啉苯并螺噻喃螺吡喃螺噻喃螺噁嗪目前十五頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)幾種光致變色材料三、偶氮化臺(tái)物目前十六頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素

示溫材料、絲網(wǎng)印刷和凹版印刷用油墨（如各種薄膜、標(biāo)簽、包裝物、日用品、玩具等需要隨溫度變色制品的印刷）

熱致變色現(xiàn)象是指某些物質(zhì)在受熱或受冷時(shí)所發(fā)生的色變。具有熱致變色特性的物質(zhì)成為熱致變色材料。熱致變色材料的應(yīng)用主要有：目前十七頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素1、晶型轉(zhuǎn)變：無(wú)機(jī)熱致變色材料的變色機(jī)理主要有：目前十八頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素目前十九頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素2、熱分解分子結(jié)構(gòu)改變機(jī)理

含有內(nèi)結(jié)晶水的Cu、Co、Ni等的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)可逆熱致變色材料的變色主要是由物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)改變引起的，即物質(zhì)被加熱到一定溫度時(shí)失去結(jié)晶水而引起顏色變化，當(dāng)冷卻時(shí)其重新吸收環(huán)境中的水汽，逐漸恢復(fù)到原來(lái)的顏色。這類(lèi)可逆熱致變色材料受熱后變色快，但顏色復(fù)原需要較長(zhǎng)的時(shí)間和較高的相對(duì)濕度，受環(huán)境影響較大。目前二十頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素3、分子間化學(xué)反應(yīng)機(jī)理

該機(jī)理亦可稱之為“電子得失機(jī)理”，即發(fā)生分子間的化學(xué)反應(yīng)，電子在不同的組分中轉(zhuǎn)移引起氧化還原型的變化，從而導(dǎo)致顏色的改變。目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素4、配位幾何構(gòu)型變化機(jī)理

大多數(shù)金屬配位化合物的變色機(jī)理是配位幾何構(gòu)型變色，其變色主要是由電子躍遷引起的。如(CH3)2CHNH3CuCl3受熱后配位數(shù)由5變?yōu)?，引起構(gòu)型由平面錐型變?yōu)殡p錐型。目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素

液晶是介于固態(tài)與各向同性液態(tài)之間的中間態(tài)物相，即為三維有序的空間結(jié)構(gòu)和各向同性的均質(zhì)熔融物質(zhì)。熱致液晶是指由溫度變化所引起的，并且只能在一定溫度范圍內(nèi)存在的晶態(tài)物質(zhì)。液晶類(lèi)可逆熱致變色材料具有層狀結(jié)構(gòu)，分子長(zhǎng)軸在層內(nèi)相互平行，但鄰近分子層之間分子軸方向有偏移，因而形成螺旋結(jié)構(gòu)，其周期性的層間距稱為螺距，溫度變化會(huì)使螺距發(fā)生變化，而不同的螺距會(huì)反射不同波長(zhǎng)的光，從而顯示出顏色變化。大多數(shù)膽甾液晶的螺距對(duì)溫度都有很強(qiáng)的依賴性，只要溫度稍微變化，選擇散射光波長(zhǎng)就會(huì)有很大變化。液晶類(lèi)可逆熱致變色材料及其變色機(jī)理目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素

有機(jī)類(lèi)可逆熱致變色材料主要由電子給予體(發(fā)色劑)，電子接受體（顯色劑）、溶劑三部分組成，其中決定顏色的是電子給予體，決定顯色深淺的是電子接受體，溶劑則決定變色溫度。變色機(jī)理：通常情況下電子給予體和電子接受體的氧化還原電位接近，當(dāng)溫度變化時(shí)，二者氧化還原電位相對(duì)變化程度不同，使氧化還原反應(yīng)的方向隨著溫度的改變而改變，通過(guò)電子的轉(zhuǎn)移而吸收或輻射一定波長(zhǎng)的光，表觀上便有了顏色的變化。有機(jī)類(lèi)可逆熱致變色材料及其變色機(jī)理目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2熱致變色色素

目前研究和開(kāi)發(fā)的發(fā)色劑種類(lèi)比較多，根據(jù)有機(jī)化合物的命名可將其分為：三芳甲烷類(lèi)、熒烷類(lèi)、吲哚啉苯酞類(lèi)、吩噻嗪類(lèi)、螺吡喃類(lèi)、席夫堿類(lèi)、螺環(huán)類(lèi)、雙蒽酮類(lèi)等，而現(xiàn)階段對(duì)三芳甲烷類(lèi)和熒烷類(lèi)發(fā)色劑的研究和開(kāi)發(fā)最多。發(fā)色劑目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.2.2有機(jī)熱致變色材料三芳甲烷類(lèi)熱致變色色素?zé)o色藍(lán)色目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)

分子體系中的一個(gè)碳原子由sp3雜化態(tài)轉(zhuǎn)為sp2雜化態(tài)，使原先被隔開(kāi)的π體系轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾拇螃畜w系，進(jìn)而使化合物改變顏色。熒烷類(lèi)熱致變色色素5.2.2有機(jī)熱致變色材料目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)

顯色劑是引起熱變色的有機(jī)化合物，它接受發(fā)色劑提供的電子而產(chǎn)生顏色反應(yīng)。

顯色劑主要分為無(wú)機(jī)類(lèi)和有機(jī)類(lèi)：

無(wú)機(jī)類(lèi)主要是一些酸性白土或活性白土以及高嶺土、鋁鎂硅酸鹽類(lèi)。

常用有機(jī)類(lèi)顯色劑主要有：酚羥基化合物及其衍生物，如雙酚A、對(duì)羥基苯甲酸芐酯、4-羥基香豆素等；羧基化合物及其衍生物，如己酸、辛酸、硬脂酸、對(duì)苯二甲酸及一些可以提供質(zhì)子的路易斯酸等。顯色劑5.2.2有機(jī)熱致變色材料目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)

溶劑又被稱之為“溫度調(diào)節(jié)劑”，是一系列調(diào)節(jié)溫度變化的有機(jī)化合物，其決定可逆熱致變色材料的變色溫度。如果要調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)變色溫度，可改變所用的溶劑。溶劑的熔點(diǎn)對(duì)熱致變色材料的變色溫度具有決定作用，但不影響顏色變化。

溶劑5.2.2有機(jī)熱致變色材料目前三十頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.3有機(jī)電致變色色素

無(wú)機(jī)電致變色色素主要是過(guò)渡金屬氧化物（氧化鎢、氧化鎳、氧化鈷等）絡(luò)合物、普魯士藍(lán)等；

有機(jī)電致變色色素根據(jù)分子量的大小又可分為有機(jī)小分子電致變色材料和高分子電致變色材料。

電致變色現(xiàn)象是指在外接電壓或者電流的驅(qū)動(dòng)下，物質(zhì)發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)而引起顏色變化的現(xiàn)象。具有電致變色特性的物質(zhì)成為電致變色色素。電致變色色素可分為無(wú)機(jī)變色色素和有機(jī)電致變色色素。目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)有機(jī)電致變色色素的特性1、顏色變化的可逆性、方便性、靈敏性、多色性；2、顏色深度的可控性；3、顏色的記憶性；4、電致變色材料的驅(qū)動(dòng)電壓低；5、顏色環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)電致變色色素的應(yīng)用電致變色顯示器電致變色智能窗玻璃無(wú)眩反光鏡電致變色存儲(chǔ)器件目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.3.2有機(jī)電致變色色素的分類(lèi)5.3.2.1有機(jī)小分子電致變色色素1、紫羅精及其衍生物類(lèi)2、蒽醌類(lèi)目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.3.2有機(jī)電致變色色素的分類(lèi)3、金屬酞菁類(lèi)4、芳香胺類(lèi)目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.3.2有機(jī)電致變色色素的分類(lèi)5、氮雜環(huán)衍生物類(lèi)6、熒烷類(lèi)目前三十六頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.3.2有機(jī)電致變色色素的分類(lèi)7、螺吡喃類(lèi)8、六芳基乙烷衍生物類(lèi)目前三十七頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.4電致發(fā)光材料

電致發(fā)光現(xiàn)象是某些物質(zhì)受到外界電場(chǎng)的作用下而將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的現(xiàn)象。具有這種性能的材料稱為電致發(fā)光材料。

新型的電致發(fā)光材料，具有能耗低、易彎曲、響應(yīng)速度快，視角廣、可大面積顯示、發(fā)光色彩齊全、可與現(xiàn)有各種技術(shù)兼容等優(yōu)點(diǎn)。目前三十八頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.4電致發(fā)光材料目前三十九頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.4有機(jī)電致發(fā)光的原理及器件結(jié)構(gòu)發(fā)光原理：目前四十頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.4有機(jī)電致發(fā)光的原理及器件結(jié)構(gòu)目前四十一頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.4電致發(fā)光材料

從目前的研究成果來(lái)看,作為有機(jī)電致發(fā)光器件核心的發(fā)光材料可分為以下4類(lèi):1、小分子有機(jī)染料：

這類(lèi)材料具有高的熒光效率,并且可以通過(guò)真空沉積法成膜,但是成膜后容易結(jié)晶,有時(shí)甚至易于其它的有機(jī)材料形成激基復(fù)合物,因此這類(lèi)材料的單獨(dú)應(yīng)用比較少。2、金屬絡(luò)合物：

其中典型的可以8-羥基喹啉絡(luò)合物(Alq3)為代表,還有現(xiàn)在研究比較多的一些稀土元素的絡(luò)合物，這類(lèi)材料的性質(zhì)介于無(wú)機(jī)和有機(jī)之間。它們除可作為EL的發(fā)光材料外，還可作為電子傳輸材料。目前四十二頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)3、有機(jī)聚合物材料：

典型的以聚對(duì)苯乙烯類(lèi)(PPV)為代表,這類(lèi)材料是目前研究最多的電致發(fā)光材料,它們具有如下特點(diǎn):1具有良好的加工性能,可制成大面積薄膜;2具有良好的電、熱穩(wěn)定性;3其共軛聚合物電子結(jié)構(gòu)、發(fā)光顏色可在合成過(guò)程中進(jìn)行化學(xué)調(diào)節(jié)。4、有機(jī)磷光材料：

有機(jī)磷光材料是很有競(jìng)爭(zhēng)力的發(fā)光材料，有廣闊的應(yīng)用前景，他的研究應(yīng)該說(shuō)方興未艾。主要的磷光材料是卟啉類(lèi)和重金屬銥的配合物兩種。5.4電致發(fā)光材料目前四十三頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.5光盤(pán)用色素1、光盤(pán)的類(lèi)型：CD——ROM：readonlymemoryCD——WORM：writeoncereadmanyCD——RW：RewritablesCD：compactdisc只讀：可寫(xiě)：目前四十四頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.5光盤(pán)用色素2、CD-R光盤(pán)的用途：目前四十五頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.5光盤(pán)用色素3、CD-R光盤(pán)的結(jié)構(gòu)：目前四十六頁(yè)\總數(shù)四十九頁(yè)\編于十九點(diǎn)5.5光盤(pán)用色素4、CD-R光盤(pán)的