Termokromiskt material
Använd termokromisk materialteknik Coloring Life
Hem > Färgskiftande teknologier > Termokrom
Användning av termokromt material
termokromisk silikon
termokromt tyg
termokromisk färg på bilen
Termokroma plaster
Termokromt glas
babyprodukter
Nyhetsartiklar
Hantverksprojekt
Sjukvård
Industriell säkerhet
livsmedels~~POS=TRUNC
Vitvaror
Termokromisk pigmentserie
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
Svart
Blå
Blå grön
Grön
Purple
Orange
Rosa
Röt
Rosröd
Safir
Vilka är de termokroma materialen?
Termokroma material är ett slags ämne som kan ändra färg när det utsätts för temperaturförändringar i omgivningen . De uppvisar en färgförändring i ett makroskopiskt aspekt. När den kemiska strukturen eller den fysiska strukturen förändras, ändras färgen. Förändringen i ämnets struktur kan leda till förändringar av de spektrala egenskaperna. Det är så makroskopiskt uppstår.
1.1 Kategorier av termokroma material
När vi hänvisar till icke-reversibla termokroma material, menar vi i allmänhet ett material som kan uppleva icke-reversibel färgförändring, eftersom det bara kan registrera den högsta temperaturen som det har upplevt. När ett termokromt material värms upp till en viss grad kommer dess färg att ändras. Under denna process varken återhämtar sig eller ändras färgen. Denna typ av material är vad vi kallade termokroma material. Det finns många kategorier av icke-reversibla termokroma material. Det vi vanligtvis använder är syntetiska föreningar som arylmetanpigment, azofärgämnen, syrabaserade vita pigment, fenolderivat, metylviolett, samt sulfider, oxider, nitrater, sulfater, metallfosfater (som täcker molybden, barium, magnesium, strontium). , kadmium, ickel, kobolt, järn, zink, krom, mangan, bly).
1.2 Reversibla kolesteriska termokroma material
Kolesteriska flytande kristaller är huvudmaterialen i reversibla kolesteriska termokroma material. Dess färg kan ändras eftersom den har spiralstruktur. I denna struktur kallas mellanskiktet mellan de molekylära skikten spiraldelning. Spiralstigningen kommer att ändras när temperaturen ändras. Kolesteriska flytande kristaller med olika spiralstigning kommer att reflektera ljus med olika våglängder. Det är så kolesteriska flytande kristaller ändrar färg. Kolesteriska flytande kristaller är huvudmaterial för flytande kristallbläck för att ändra färg. Här är de specifika detaljerna. Dess ändringstemperatur är relativt låg (23~42℃) och den är känslig för färgförändringar. Det kan framställas genom att tillsätta bindemedel efter att ha bearbetats med mikroinkapsling. Genom att generera reaktion på kemisk störning, minskar dess effektivitet och känslighet. Dessutom kan den realisera flerskikts och kontinuerlig reversibel färgbyte. När det gäller dess nackdelar är dess produktionskostnad ganska hög, så det är dyrt; Villkoren för att använda den är ganska strikta, vi kan bara använda den mot mörk bakgrund; lagringstiden är kort på grund av dess dåliga stabilitet. Dessa ovanstående egenskaper hos de termokroma flytande kristallmaterialen begränsar dess utbredda marknadsföring och användning.
1.3 Reversibla oorganiska termokroma material
Reversibelt oorganiskt termokromt material har fördelar och nackdelar. Först fördelar. Den använder vanligtvis metalliska komponenter såsom övergångsmetallkomplex, halogenider, oxider, metalliska element, etc. Fasta oorganiska termokroma material är lämpliga att användas vid en temperatur över 200°C. Dess tillverkningskostnad är ganska låg. Andra fördelar inkluderar bra tillverkningsprestanda, robust termisk och fotostabilitet. Då kommer vi till dess nackdelar. Dess färg och temperatur för färgbyte är knappast att kontrollera och dessutom är dess färgförändringsförmåga begränsad av dess inneboende egenskaper. Dessutom är det mycket frätande och giftigt. Därför är dess tillämpning inte omfattande.
1.4 Reversibla organiska termokromiska material
Det finns gott om material som hör till reversibla organiska termokroma material. Enligt namnet på organiska föreningar kan de klassificeras i α-naftokinonderivat, bisantroner, spirooxindoler, fulgider, spiropyraner, indoleninftaleiner, triarylmetanftaleiner och etc. Beroende på deras element kan de klassificeras i två kategorier. Den första kategorin är flerkomponents sammansatta termokroma material. Dess fördelar är följande. Dess termokroma intervall är 20~200℃. Den här typen av material växer fram som ett nytt material. Dess tillverkningskostnad är låg. Det är uppenbart när färgen förändras, med livfulla färgdrag och hög känslighet för färgförändringar. Den andra kategorin är enkomponent termokroma material, som kännetecknas av ett enda ämne.
Termokromiska mekanismer för termokroma material
2.1 Icke-reversibla termokroma material
Driftstemperaturen för icke-reversibla termokroma material är cirka 30 ～1200 ℃. När temperaturen stiger kommer icke-reversibla termokroma material att uppvisa kemiska förändringar och icke-reversibla fysikaliska förändringar. Mekanismerna för termokromism av denna typ av material är följande.
- Reaktioner i fast tillstånd. Under denna reaktion skiljer sig färgen på reaktorerna helt från färgen på deras resulterande produkter. Denna reaktion inträffar när två eller fler än två blandade föreningar under samma temperatur går i fast tillståndsreaktion.
- Termisk sönderdelning Vid upphettning går ämnet in i en termisk sönderdelningsreaktion. Ämnets färg ändras beroende på skillnaden i dess kemiska struktur före och efter nedbrytningen.
- Oxidativa omvandlingar. Under syreförhållanden, när de upphettas, går vissa ämnen in i oxidationsreaktioner och genererar nya oxider. Det sker en förändring av färg under denna process.
- Smältinducerad färgförändring. Under vissa omständigheter går det organiska kristallina materialet in i smältinducerad struktur av de organiska kristallina materialen skadas. Kristallpartiklarna är aktiva och rör sig i en oregelbunden nivå. De organiska kristallina materialen omvandlas från icke-transparent fast tillstånd till transparent smältande tillstånd. Det finns uppenbara färgförändringar före och efter smältningen. Till exempel finns titaniumdioxid och dimetylaminoazobensen.
2.2 Färgförändringsmekanism i reversibla termokromiska flytande kristallmaterial
Termokroma flytande kristallmaterial kan selektivt reflektera det polariserade ljuset från vissa vågband och absorbera ljuset från vissa vågband. Färgen och våglängden på reflektionsljuset och det transmitterade ljuset på ytan av den flytande kristallen kommer att förändras när spiralstrukturen subtraherar eller sträcker sig. Spiralstrukturen är känslig för temperaturen och dess subtrahering eller förlängning påverkas i hög grad av den yttre temperaturen. Följaktligen kan termokroma flytande kristallmaterial, inom ett visst temperaturområde, reversibelt uppvisa färg i ett helt område av synligt ljus tillsammans med temperaturförändringen.
2.3 Färgförändringsmekanism i reversibla termokromiska flytande kristallmaterial
2.3.1 Transformation av kristallin struktur
Reversibla oorganiska termokroma material kommer under vissa temperaturer att uppleva färgförändringar. Det kommer också att gå in i den kristallina strukturtransformationen. När temperaturen svalnar kommer färgen att återgå till sitt ursprungliga tillstånd och den kristallina strukturen kommer också att återgå till sitt ursprungliga tillstånd. För de flesta metalljonföreningar induceras deras färgförändringar genom omvandling av kristallin struktur. Till exempel;
2.3.2 Förlust och återabsorption av kristallint vatten
När de värms upp till en viss temperatur kommer reversibla oorganiska termokroma material med kristallint vatten att förlora kristallint vatten och färgen ändras. När temperaturen svalnar, kommer de reversibla oorganiska termokroma materialen att åter börja absorbera vatten från yttre miljö, färgen kommer att återgå till sitt ursprungliga tillstånd. Till exempel:
2.3.3 Elektronöverföring
Vissa reversibla oorganiska termokroma material kommer att uppleva en oxidationsreduktionsreaktion under en viss temperatur. Denna typ av reaktion kommer att göra det möjligt för elektronerna att överföras mellan olika grundämnen, och därmed generera nytt ämne. Under denna process kommer färgen att ändras. Därefter, när den yttre miljöpåverkan försvinner, försvinner också det nya ämnet. Färgen återgår till sitt ursprungliga tillstånd. Till exempel är temperaturen för PbCrO4-kromotropisk beläggning att ändra färg runt 1000°C. Under färgbytesprocessen sker en tydlig färgförändring; färgen är reversibel med ganska hög noggrannhet.
2.3.4 Förändringar i ligandgeometri
Oorganiska reversibla organiska termokroma material har uttalade skillnader i sin färg. Men dess värmebeständighetsegenskap är bra. Denna typ av material är stabila i sina egenskaper. När den yttre temperaturen ändras, kommer ligandgeometrin hos detta material att genomgå reversibla förändringar, vilket leder till reversibel förändring av färgen. Till exempel:
2.4 Färgvariationsmekanismen för organiska reversibla termokroma material
2.4.1 Elektronöverföringsmekanism
När den yttre temperaturen ändras kommer det att ske elektronöverföring inuti ämnet. Ämnet absorberar eller utstrålar en viss våglängd av ljus, vilket leder till den reversibla förändringen av ämnets färg. Denna typ av termokroma material som har en sådan färgförändringsmekanism är sammansatta av lösningsmedelshärmande enheter, elektronacceptorer, elektrondonatorer. Ta färgförändringen av Bisfenol A och Crystal Violet Lakton som ett exempel.
När yttertemperaturen ändras kommer den strukturella omorganisationen av denna typ av termokroma material att genomgå reversibel förändring, vilket leder till en reversibel förändring av ämnet. Till exempel, vid uppvärmning kommer den strukturella omorganisationen av det fasta komplexet Ni(N,N'-dimetylvinyldiamin)2(NO2) ] (H2O) att förändras. Färgen kommer att ändras från rött till blått, såsom illustreras i figuren nedan.
［Ni(N，N'-dimetylvinyldiamin) 2 (NO2) ］
2.4.3 Tautomer interkonvertering
Färgförändringen av denna typ av reversibla termokroma material kan tillskrivas den tautomera omvandlingen av ketonformen och enolformen. Denna typ av material syntetiseras huvudsakligen av fenantrenaldehyd, naftaldehyd, ortohydroxiderivat av bensaldehyd och deras respektive analoger. Den tautomera omvandlingen av salicylidenanilin är ketoniska respektive enoliska former. Det finns en balans mellan temperaturkänslighet mellan de två formerna, som visas i figuren nedan. Salicylidenanilin är en sorts förening med en Schiff-baskaraktär och en katekolisk ryggrad. När temperaturen stiger anrikas den enoliska strukturen; omvänt, när temperaturen sjunker, minskar den ketoniska strukturen. Temperaturförändringen leder till att färgen ändras.
Mekanismen för reversibel termokromism i salicylidenanilin
2.4.4 Termisk rörelse av molekylkedjor
De senaste åren har människor studerat de reversibla termokroma materialen genom polydiacetylenderivat sammansatta av kovalenta bindningar eller aromatiska interaktioner, och genom förbättrad vätebindning. Många termokromismer polydiacetylenderivat är irreversibla. Skiktade, reversibla termokroma polydiynderivat sammansatta via vätebindande självorganisering ändrar sin nyans som svar på variationer i de omgivande termiska förhållandena. När den yttre temperaturen ändras, kommer den termiska rörelsen av molekylkedjan att utlösa färgförändringen. För polydiacetylenderivat tillverkade med hjälp av metoden för fotopolymerisation, när temperaturen stiger, kommer det konjugerade systemets längd att dra ihop sig. Denna process leder överföringen av absorptionsspektrum från blått till orange. När temperaturen svalnar, återgår färgen till att vara blå.
Vetenskapliga forskare har redan greppat djup kunskap om termokroma material efter hundra år av utforskning och utveckling. Vi har utvecklat många termokroma material inklusive polymera, flytande kristallina, organiska, oorganiska varianter. Produkterna i denna serie har använts i stor utsträckning i människors dagliga liv och industrisektorer.
Nya Inlägg
Innehållsförteckning
- Vilka är de termokroma materialen?
- 1.1 Kategorier av termokroma material
- 1.2 Reversibla kolesteriska termokroma material
- 1.3 Reversibla oorganiska termokroma material
- 1.4 Reversibla organiska termokromiska material
- Termokromiska mekanismer för termokroma material
- 2.1 Icke-reversibla termokroma material
- 2.2 Färgförändringsmekanism i reversibla termokromiska flytande kristallmaterial
- 2.3 Färgförändringsmekanism i reversibla termokromiska flytande kristallmaterial
- 2.4 Färgvariationsmekanismen för organiska reversibla termokroma material
Vi är redo att stödja dina termokroma materialprojekt
