Termokromisk materiale
Brug termokromisk materialeteknologi Coloring Life
Hjem > Farveskiftende teknologier > Termokrom
Termokromisk materialeanvendelse
termokrom silikone
termokromt stof
termokrom maling på bil
Termokromisk plast
Termokromisk glas
Baby produkter
Nyhedsprodukter
Håndværksprojekter
Medicin
Industriel sikkerhed
Food Packaging
Hvidevarer
Termokromisk pigment-serie
KC01
KC02
KC03
KC04
KC05
KC06
KC07
KC08
KC09
KC10
kCBB-02
KCBP-13
KCBP-17
KCBP-18
KCBR-20
KCBY-04
KCCR-11
KCGY-10
KCGO-19
KCOY-01
Sort
Blå
Blågrøn
Grøn
Lilla
Orange
Lyserød
Rød
Rose Red
Sri Lankansk Safir
Hvad er de termokrome materialer?
Termokrome materialer er en type stof, der kan skifte farve, når de udsættes for ændringer i den ydre temperatur . De udviser en farveændring i et makroskopisk aspekt. Når den kemiske struktur eller fysiske struktur ændres, ændres farven. Ændringen i stoffets struktur kan føre til ændringer i de spektrale egenskaber. Det er sådan, makroskopisk opstår.
1.1 Kategorier af termokromiske materialer
Når vi refererer til ikke-reversible termokrome materialer, mener vi generelt et materiale, der kan opleve ikke-reversible farveændringer, da det kun kan registrere den højeste temperatur, som det har oplevet. Når et termokromt materiale opvarmes til en vis grad, vil dets farve ændre sig. Under denne proces vil farven hverken genoprette eller ændre sig. Denne slags materiale er det, vi kaldte termokrome materialer. Der er mange kategorier af ikke-reversible termokrome materialer. Det, vi almindeligvis bruger, er syntetiske forbindelser såsom arylmethanpigmenter, azofarvestoffer, syrebaserede hvide pigmenter, phenolderivater, methylviolet samt sulfider, oxider, nitrater, sulfater, metalphosphater (der dækker molybdæn, barium, magnesium, strontium). , cadmium, ikkel, kobolt, jern, zink, krom, mangan, bly).
1.2 Reversible kolesteriske termokromiske materialer
Kolesteriske flydende krystaller er hovedmaterialerne i reversible kolesteriske termokrome materialer. Dens farve kan ændre sig, fordi den har spiralstruktur. I denne struktur kaldes mellemlagsafstanden mellem de molekylære lag spiraldeling. Spiralstigningen ændres, når temperaturen ændres. Kolesteriske flydende krystaller med forskellig spiralstigning vil reflektere lys af forskellig bølgelængde. Det er sådan kolesteriske flydende krystaller ændrer farver. Kolesteriske flydende krystaller er hovedmaterialer til, at flydende krystalblæk ændrer farve. Her er de specifikke detaljer. Dens kor-ændringstemperatur er relativt lav (23~42℃), og den er fornuftig at ændre farve. Det kan fremstilles ved at tilsætte bindemidler efter at være blevet behandlet ved mikroindkapsling. Ved at generere reaktion på kemisk interferens formindskes dens effektivitet og følsomhed. Desuden kan den realisere flerlags og kontinuerlig reversibel farveændring. Med hensyn til dens ulemper er dens produktionsomkostninger ret høje, så det er dyrt; betingelserne for at bruge det er ret strenge, vi kan kun bruge det mod mørk baggrund; opbevaringsperioden er kort på grund af dens dårlige stabilitet. Disse ovennævnte træk ved de termokrome flydende krystalmaterialer begrænser dets udbredte promovering og anvendelse.
1.3 Reversible uorganiske termokromiske materialer
Reversibelt uorganisk termokromt materiale har fordele og ulemper. For det første fordele. Det anvender normalt metalliske komponenter såsom overgangsmetalkomplekser, halogenider, oxider, metalliske elementer osv. Faste uorganiske termokrome materialer er egnede til at blive brugt ved en temperatur over 200°C. Dens fremstillingsomkostninger er ret lave. Andre fordele omfatter lydproduktion, robust termisk og fotostabilitet. Så kommer vi til dens ulemper. Dens farve og temperatur til farveændring er næppe til at kontrollere, og desuden er dens farveændringsevne begrænset af dens iboende egenskaber. Desuden er det meget ætsende og giftigt. Derfor er dens anvendelse ikke omfattende.
1.4 Reversible organiske termokromiske materialer
Der er masser af materialer, der hører til reversible organiske termokrome materialer. Ifølge navnet på organiske forbindelser kan de klassificeres i α-naphthoquinonderivater, bisanthroner, spirooxindoler, fulgider, spiropyraner, indoleninphthaleiner, triarylmethanphthaleiner og ect. I henhold til deres elementer kan de klassificeres i to kategorier. Den første kategori er multi-komponent sammensatte termokrome materialer. Dens fordele er som følger. Dens termokrome område er 20 ~ 200 ℃. Denne form for materiale dukker op som et nyt materiale. Dens fremstillingsomkostninger er lave. Det er tydeligt, når farven skifter, med levende farvetræk og høj følsomhed over for farveændringer. Den anden kategori er enkeltkomponent termokrome materialer, som er kendetegnet ved et enkelt stof.
Termokromiske mekanismer af termokromiske materialer
2.1 Ikke-reversible termokromiske materialer
Driftstemperaturen for ikke-reversible termokrome materialer er omkring 30 ~ 1200 ℃. Når temperaturen stiger, vil ikke-reversible termokrome materialer vise kemiske ændringer og ikke-reversible fysiske ændringer. Mekanismerne for termokromisme af denne slags materialer er som følger.
- Faststofreaktioner. Under denne reaktion er farven på reaktorer helt forskellig fra farven på deres resulterende produkter. Denne reaktion sker, når to eller mere end to blandede forbindelser under samme temperatur indgår i faststofreaktion.
- Termisk nedbrydning Ved opvarmning går stoffet i termisk nedbrydningsreaktion. Stoffets farve ændrer sig duo af forskellen i dets kemiske struktur før og efter nedbrydningen.
- Oxidative transformationer. Under iltforhold, når de opvarmes, indgår nogle stoffer i oxidationsreaktioner og genererer nye oxider. Der er farveændring under denne proces.
- Smelteinduceret farveændring. Under visse omstændigheder centrerer det organiske krystallinske materiale ind i smeltningsinduceret. Strukturen af de organiske krystallinske materialer er beskadiget. Krystalpartiklerne er aktive og bevæger sig i et uregelmæssigt niveau. De organiske krystallinske materialer omdannes fra ikke-transparent fast tilstand til transparent smeltende tilstand. Der er tydelige farveændringer før og efter smeltningen. For eksempel er der tita.niumdioxid og dimethylaminoazobenzen.
2.2 Farveændringsmekanisme i reversible termokromiske flydende krystalmaterialer
Termokromiske flydende krystalmaterialer kan selektivt reflektere det polariserede lys fra visse bølgebånd og absorbere lyset fra visse bølgebånd. Farven og bølgelængden af reflektionslyset og transmitteret lys på overfladen af den flydende krystal vil ændre sig, når spiralstrukturen trækker sig fra eller strækker sig. Spiralstrukturen er følsom over for temperaturen, og dens fratrækning eller forlængelse er stærkt påvirket af den ydre temperatur. Derfor kan termokrome flydende krystalmaterialer i et bestemt temperaturområde reversibelt udvise farve i et helt område af synligt lys sammen med temperaturændringen.
2.3 Farveændringsmekanisme i reversible termokromiske flydende krystalmaterialer
2.3.1 Transformation af krystallinsk struktur
Reversible uorganiske termokrome materialer vil under visse temperaturer opleve farveændringer. Det vil også indgå i den krystallinske strukturtransformation. Når temperaturen afkøles, vil farven vende tilbage til sin oprindelige tilstand, og den krystallinske struktur vil også vende tilbage til sin oprindelige tilstand. For de fleste metalionforbindelser induceres deres farveændringer ved transformation af krystallinsk struktur. For eksempel!
2.3.2 Tab og reabsorption af krystallinsk vand
Når de opvarmes til en bestemt temperatur, vil reversible uorganiske termokrome materialer med krystallinsk vand miste krystallinsk vand, og farven vil ændre sig. Når temperaturen afkøles, vil de reversible uorganiske termokrome materialer igen begynde at absorbere vand fra det ydre miljø, farven vil vende tilbage til sin oprindelige tilstand. For eksempel:
2.3.3 Elektronoverførsel
Nogle reversible uorganiske termokrome materialer vil opleve en oxidations-reduktionsreaktion under en bestemt temperatur. Denne form for reaktion vil gøre det muligt for elektronerne at overføre mellem forskellige elementer og dermed generere nyt stof. Under denne proces vil farven ændre sig. Efterfølgende, når den ydre miljøpåvirkning forsvinder, forsvinder det nye stof også. Farven vil vende tilbage til sin oprindelige tilstand. For eksempel er temperaturen for PbCrO4 kromotrop belægning til at ændre farve omkring 1000°C. Under farveændringsprocessen er der en tydelig farveændring; farven er reversibel med ret høj nøjagtighed.
2.3.4 Ændringer i ligandgeometri
Uorganiske reversible organiske termokrome materialer har udtalte forskelle i deres farve. Men dens varmemodstandsegenskab er sund. Denne type materiale er stabil i sine egenskaber. Når den ydre temperatur ændres, vil ligandgeometrien af dette materiale gennemgå reversible ændringer, hvilket fører til den reversible ændring af farven. For eksempel:
2.4 Farvevariationsmekanismen for organiske reversible termokromiske materialer
2.4.1 Elektronoverførselsmekanisme
Når den ydre temperatur ændres, vil der være elektronoverførsel inde i stoffet. Stoffet absorberer eller udstråler en vis bølgelængde af lys, hvilket fører til den reversible ændring af stoffets farve. Denne slags termokrome materialer, som har en sådan farveændringsmekanisme, er sammensat af opløsningsmiddel-efterlignende enheder, elektronacceptorer, elektrondonorer. Tag farveændringen af Bisphenol A og Crystal Violet Lactone som et eksempel.
Når den ydre temperatur ændrer sig, vil den strukturelle reorganisering af denne type termokrome materialer undergå en reversibel ændring, hvilket fører til en reversibel ændring af stoffet. For eksempel vil den strukturelle reorganisering af det faste kompleks Ni(N,N'-dimethylvinyldiamin)2(NO2) ] (H2O) ændre sig ved opvarmning. Farven vil skifte fra rød til blå, som illustreret i figuren nedenfor.
［Ni(N，N'-dimethylvinyldiamin)2(NO2)］
2.4.3 Tautomer interkonvertering
Farveændringen af denne slags reversible termokrome materialer kan tilskrives den tautomere omdannelse af ketonformen og enolformen. Denne slags materiale syntetiseres hovedsageligt af phenanthrenaldehyd, naphthaldehyd, ortho-hydroxyderivater af benzaldehyd og deres respektive analoger. Den tautomere interkonvertering af salicylidenanilin er henholdsvis ketoniske former og enoliske former. Der er en balance mellem temperaturfølsomhed mellem de to former, som vist i figuren nedenfor. Salicylidenanilin er en slags forbindelse med en Schiff-baseret natur og en katekolisk rygrad. Når temperaturen stiger, beriger den enoliske struktur; omvendt, når temperaturen falder, falder den ketoniske struktur. Ændringen af temperatur fører til ændring af farve.
Mekanismen for reversibel termokromisme i salicylidenanilin
2.4.4 Termisk bevægelse af molekylære kæder
De seneste år har folk studeret de reversible termokrome materialer ved polydiacetylenderivater samlet ved kovalente bindinger eller aromatiske interaktioner og ved forbedret hydrogenbinding. Mange termokromismer polydiacetylenderivater er irreversible. Lagdelte, reversible termokrome polydiynderivater samlet via hydrogenbindende selvorganisering ændrer deres farvetone som svar på variationer i de omgivende termiske forhold. Når den ydre temperatur ændres, vil den termiske bevægelse af molekylærkæden udløse farveændringen. For polydiacetylenderivater fremstillet ved hjælp af metoden til fotopolymerisation, når temperaturen stiger, vil det konjugerede systems længde trække sig sammen. Denne proces førte absorptionsspektrumoverførslen fra blå til orange. Når temperaturen afkøles, vender farven tilbage til at være blå.
Videnskabelige forskere har allerede fat i dyb viden om termokrome materialer efter hundrede års udforskning og udvikling. Vi har udviklet mange termokrome materialer, herunder polymere, flydende krystallinske, organiske, uorganiske varianter. Produkterne i denne serie er blevet brugt i vid udstrækning i folks daglige liv og industrielle sektorer.
Seneste indlæg
Indholdsfortegnelse
- Hvad er de termokrome materialer?
- 1.1 Kategorier af termokromiske materialer
- 1.2 Reversible kolesteriske termokromiske materialer
- 1.3 Reversible uorganiske termokromiske materialer
- 1.4 Reversible organiske termokromiske materialer
- Termokromiske mekanismer af termokromiske materialer
- 2.1 Ikke-reversible termokromiske materialer
- 2.2 Farveændringsmekanisme i reversible termokromiske flydende krystalmaterialer
- 2.3 Farveændringsmekanisme i reversible termokromiske flydende krystalmaterialer
- 2.4 Farvevariationsmekanismen for organiske reversible termokromiske materialer
Vi er klar til at støtte dine termokromiske materialeprojekter
