功能性染料講解

（優(yōu)選）第五章功能性染料目前一頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點功能性染料的分類和用途色素分類功能特性應(yīng)用實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下變色廣告版、液晶光盤用色素吸收激光發(fā)熱分解CD-R和DVD-R光盤目前二頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點功能性染料的分類和用途色素分類功能特性應(yīng)用實例生物醫(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、DNA測序、熒光探針、光動力治療太陽能存儲用色素將光能轉(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\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.1光致變色色素

光致變色現(xiàn)象指的是物質(zhì)（有機分子或無極分子）受到光照射后，其最大吸收波長（或反射光的波長）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\總數(shù)四十九頁\編于十九點光致變色材料的應(yīng)用光致變色色素加入透明樹脂中，制成變色材料，可以用于太陽眼鏡片、服裝、玩具等用光致變色色素制成防偽油墨光信息存儲（可擦式光盤、CD-E）分子開關(guān)，應(yīng)用于光電技術(shù)和光控裝置中目前五頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.1光致變色色素目前六頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.1.1光致變色色素的分類（1）由共軛鏈變化導(dǎo)致的光致變色色素螺吡喃類螺噁嗪類聯(lián)吡啶類目前七頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點（1）由共軛鏈變化導(dǎo)致的光致變色色素氮丙啶類噁嗪類目前八頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點（2）由順-反結(jié)構(gòu)變化引起的光致變色色素硫靛類偶氮類目前九頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點（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呫噸酮類目前十頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點（4）由開環(huán)-閉環(huán)反應(yīng)引起變色的光致變色色素俘精酸酐類芳香稠環(huán)化合物類（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\總數(shù)四十九頁\編于十九點（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四氯萘酮類（7）由均裂反應(yīng)引起變色的光致變色色素目前十二頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點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\總數(shù)四十九頁\編于十九點幾種光致變色材料目前十四頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點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\總數(shù)四十九頁\編于十九點幾種光致變色材料三、偶氮化臺物目前十六頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點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\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.2熱致變色色素1、晶型轉(zhuǎn)變：無機熱致變色材料的變色機理主要有：目前十八頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.2熱致變色色素目前十九頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.2熱致變色色素2、熱分解分子結(jié)構(gòu)改變機理

含有內(nèi)結(jié)晶水的Cu、Co、Ni等的無機鹽類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失去結(jié)晶水而引起顏色變化，當(dāng)冷卻時其重新吸收環(huán)境中的水汽，逐漸恢復(fù)到原來的顏色。這類可逆熱致變色材料受熱后變色快，但顏色復(fù)原需要較長的時間和較高的相對濕度，受環(huán)境影響較大。目前二十頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.2熱致變色色素3、分子間化學(xué)反應(yīng)機理

該機理亦可稱之為“電子得失機理”，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\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.2熱致變色色素4、配位幾何構(gòu)型變化機理

大多數(shù)金屬配位化合物的變色機理是配位幾何構(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\總數(shù)四十九頁\編于十九點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)。液晶類可逆熱致變色材料具有層狀結(jié)構(gòu)，分子長軸在層內(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，溫度變化會使螺距發(fā)生變化，而不同的螺距會反射不同波長的光，從而顯示出顏色變化。大多數(shù)膽甾液晶的螺距對溫度都有很強的依賴性，只要溫度稍微變化，選擇散射光波長就會有很大變化。液晶類可逆熱致變色材料及其變色機理目前二十三頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.2熱致變色色素

有機類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，二者氧化還原電位相對變化程度不同，使氧化還原反應(yīng)的方向隨著溫度的改變而改變，通過電子的轉(zhuǎn)移而吸收或輻射一定波長的光，表觀上便有了顏色的變化。有機類可逆熱致變色材料及其變色機理目前二十四頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.2熱致變色色素目前二十五頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.2熱致變色色素

目前研究和開發(fā)的發(fā)色劑種類比較多，根據(jù)有機化合物的命名可將其分為：三芳甲烷類、熒烷類、吲哚啉苯酞類、吩噻嗪類、螺吡喃類、席夫堿類、螺環(huán)類、雙蒽酮類等，而現(xiàn)階段對三芳甲烷類和熒烷類發(fā)色劑的研究和開發(fā)最多。發(fā)色劑目前二十六頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.2.2有機熱致變色材料三芳甲烷類熱致變色色素?zé)o色藍色目前二十七頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點

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

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

顯色劑主要分為無機類和有機類：

無機類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。

常用有機類顯色劑主要有：酚羥基化合物及其衍生物，如雙酚A、對羥基苯甲酸芐酯、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有機熱致變色材料目前二十九頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點

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)計變色溫度，可改變所用的溶劑。溶劑的熔點對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有機熱致變色材料目前三十頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.3有機電致變色色素

無機電致變色色素主要是過渡金屬氧化物（氧化鎢、氧化鎳、氧化鈷等）絡(luò)合物、普魯士藍等；

有機電致變色色素根據(jù)分子量的大小又可分為有機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機變色色素和有機電致變色色素。目前三十一頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點有機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)動電壓低；5、顏色環(huán)境適應(yīng)性強。目前三十二頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點電致變色色素的應(yīng)用電致變色顯示器電致變色智能窗玻璃無眩反光鏡電致變色存儲器件目前三十三頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.3.2有機電致變色色素的分類5.3.2.1有機小分子電致變色色素1、紫羅精及其衍生物類2、蒽醌類目前三十四頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.3.2有機電致變色色素的分類3、金屬酞菁類4、芳香胺類目前三十五頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.3.2有機電致變色色素的分類5、氮雜環(huán)衍生物類6、熒烷類目前三十六頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.3.2有機電致變色色素的分類7、螺吡喃類8、六芳基乙烷衍生物類目前三十七頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點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。目前三十八頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.4電致發(fā)光材料目前三十九頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.4有機電致發(fā)光的原理及器件結(jié)構(gòu)發(fā)光原理：目前四十頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.4有機電致發(fā)光的原理及器件結(jié)構(gòu)目前四十一頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.4電致發(fā)光材料

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

這類材料具有高的熒光效率,并且可以通過真空沉積法成膜,但是成膜后容易結(jié)晶,有時甚至易于其它的有機材料形成激基復(fù)合物,因此這類材料的單獨應(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，這類材料的性質(zhì)介于無機和有機之間。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\總數(shù)四十九頁\編于十九點3、有機聚合物材料：

典型的以聚對苯乙烯類(PPV)為代表,這類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: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)光顏色可在合成過程中進行化學(xué)調(diào)節(jié)。4、有機磷光材料：

有機磷光材料是很有競爭力的發(fā)光材料，有廣闊的應(yīng)用前景，他的研究應(yīng)該說方興未艾。主要的磷光材料是卟啉類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\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.5光盤用色素1、光盤的類型：CD——ROM：readonlymemoryCD——WORM：writeoncereadmanyCD——RW：RewritablesCD：compactdisc只讀：可寫：目前四十四頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.5光盤用色素2、CD-R光盤的用途：目前四十五頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.5光盤用色素3、CD-R光盤的結(jié)構(gòu)：目前四十六頁\總數(shù)四十九頁\編于十九點5.5光盤用色素4、CD-R光盤的