功能性染料(仅供借鉴)课件.ppt

5.1概述,1、功能性染料：也称为功能性色素，是具有特殊功能或特殊应用性能的染料，这种染料的功能指的是用于着色用途以外的性能。2、功能性染料的作用：是利用染料特有的光、电、磁等活性应用于高技术领域，而不是为其他产品着色。3、功能性染料包括：激光染料、液晶染料、光致变色色素、热致变色色素、电致变色色素、电致发光色素、光盘用色素、太阳能存储用色素、生物医用色素、化学发光用色素等。,1,一类参考,5.1概述,4、功能性染料的研究现状 我国也已经开始从事此方面的研究工作，但仍存在较大的差距，功能性染料工业最发达的国家是日本。三菱化成：喷墨打印墨水、升华热转印油墨、液晶染料日本油墨：激光打印用有机光导材料保 土 谷：热敏染料、电荷调节剂、有机光导材料三井东压：液晶染料、偏振滤光、近红外吸收染料 升华热转印油墨,2,一类参考,5.2几种重要的功能性染料5.2.1光致变色色素,1、光致变色现象（photochromism）:指的是物质（有机分子或无机晶体）受到光照射后，其最大吸收波长（或反射光的波长）发生变化的现象。2、光致变色色素（photochromisc colorant）:具有上述性质的物质称为光致变色材料或光致变色色素。,3,一类参考,5.2.1光致变色色素,3、光致变色色素实用化需满足的条件：（1）变化前后的两个最大吸收波长（或反射光波长）至少有一个在可见光区；（2）变化前后的物理状态有足够的稳定性；（3）两种状态之间的变化要有较高的抗疲劳性，即有足够长的循环寿命；（4）两种状态之间的变化其影响速度要足够快，灵敏度要足够高；（5）制造成本要足够低。,4,一类参考,5.2.1.1有机光致变色色素的种类,1、由共轭链变化导致变色,5,一类参考,5.2.1.1有机光致变色色素的种类,2、有顺反式结构变化引起变色,6,一类参考,5.2.1.1有机光致变色色素的种类,3、由分子内质子转移产生颜色变化,7,一类参考,5.2.1.1有机光致变色色素的种类,4、由开环闭环反应引起变色,8,一类参考,5.2.1.2有机光致变色色素的种类,5、由加氧脱氧反应引起变色,9,一类参考,5.2.1.2有机光致变色色素的种类,6、由光氧化还原反应引起变色,10,一类参考,5.2.1.2有机光致变色色素的种类,7、由均裂反应引起变色,11,一类参考,5.2.1.3光致变色色素的应用,例1、光致变色油墨：3份螺吲哚萘恶嗪类化合物、溶于57份醋酸纤维素丙酸酯、20份甲苯和20份乙醇中，混合物在60下加热15分钟，在80减压下将溶剂蒸干，将残余物粉碎成120微米的微粒，即可作为光致变色色素的制备物使用。,12,一类参考,5.2.1.3光致变色色素的应用,例2、水性油墨的配方 48%丙烯酸聚合物的水乳液69份，49%丙烯酸聚合物的水乳液6份，消泡剂0.02份，聚乙烯蜡1.0份，异丙醇8份，水3份以及上述光致变色制备物13份，在三辊机中调和成油墨，用普通的方法印在纸上，印品在360纳米波长的光照射下，会由无色变成蓝色。,13,一类参考,5.2.2热致变色色素,定义：1、具有热致变色特性的物质称为热致变色材料（也称为热敏染料）。2、如果上述材料本身是有色的，发生颜色变化后呈现另一种颜色，则可称这类材料为热致变色色素。3、热致变色现象（thermochromism）指某些物质在受热或受冷时所发生的颜色变化。,14,一类参考,5.2.2.1热致变色材料的变色机理,1、结构变化：晶体结构或晶体常数的改变；有机化合物分子结构的变化；金属络合物几何构型的变化。2、热分解：由热分解引起颜色变化大多不可逆。3、化学反应：酸碱反应；电荷转移；质子传递；螯合反应。是可逆的。,15,一类参考,5.2.2.2无机热致变色材料,16,一类参考,5.2.2.3有机热致变色材料,三芳甲烷类、荧烷类、螺吡喃类：分子体系中的一个碳原子由SP3杂化态转为SP2杂化态，使原先被隔开的体系转变为完整的大体系，进而使得化合物从无色变为有色。席夫碱类：其化学结构存在烯醇式和酮式两个构造，他们的变色是由这两个互变异构体之间存在一个温度敏感的平衡。,17,一类参考,一、三芳甲烷类热致变色色素,结晶紫内酯：,18,一类参考,一、三芳甲烷类热致变色色素,由三芳甲烷类热致变色色素制成的热致变色材料其基本成分有三种：热致变色色素（色原体）：决定材料自身的颜色和变化后的颜色。可提供质子的羟基类化合物（如双酚A）：影响颜色的深度。具有极性的溶剂：控制变色温度。,19,一类参考,一、三芳甲烷类热致变色色素,由各种醇控制的变色温度,20,一类参考,一、三芳甲烷类热致变色色素,【注】由这三个组分组成的混合物其熔点比醇的熔点低，当外界温度低于该熔点时，混合物呈有色态；当外界温度高于该熔点时，混合物呈无色态；与液晶材料的变色不同，其变色是突变式的而不是连续性的。,21,一类参考,一、三芳甲烷类热致变色色素,常见的还有：,22,一类参考,一、三芳甲烷类热致变色色素,23,一类参考,二、荧烷类热致变色色素,变色原理：,24,一类参考,二、荧烷类热致变色色素,荧烷类化合物的色谱：,25,一类参考,二、荧烷类热致变色色素,改变取代基可产生各种不同的颜色：,26,一类参考,三、螺吡喃类热致变色色素,螺吡喃类化合物在高温下开环显色：,27,一类参考,5.2.2.4 热致变色材料的应用,用于示温材料、丝网印刷和凹版印刷用油墨，通常制成微胶囊或其他剂型。,28,一类参考,5.3电致变色色素,电致变色(electrochromism,EC):是指在外界电压或者电流的驱动下，物质发生电化学氧化还原反应而引起颜色变化的现象。电致变色色素有：1、无机电致变色色素：氧化钨、氧化镍、氧化铑、氧化钴2、有机电致变色色素：紫精类、稀土酞菁、吡嗪类、吩噻嗪类,29,一类参考,5.4感光材料用染料,感光材料：指在光或射线的照射下，能发生可利用的物理或化学性质变化，形成稳定影响的成像材料。1、银盐感光材料：卤化银感光速度快、感光范围宽2、非银盐感光材料,30,一类参考,5.4感光材料用染料,银盐感光材料的基本结构：乳剂层、支持体、辅助层1、保护层 2、乳剂层3、底层4、支持体5、防光晕层,普通黑白软片的结构,31,一类参考,5.4感光材料用染料,感光机理：,32,一类参考,5.4感光材料用染料,显影1、显影Ag-+显影剂Ag+显影剂的氧化产物2、停显3、定影：将为还原的卤化银溶掉4、水洗,33,一类参考,5.4感光材料用染料,光谱增感染料1、菁染料2、份菁染料,34,一类参考,5.4感光材料用染料,色光的加色法 色料的减色法,红,黄,白,品红,绿,青,蓝紫,品红,蓝,黑,红,青,绿,黄,35,一类参考,5.4感光材料用染料,彩色感光材料的结构彩色负片：上：感受蓝紫光的AgX+黄滤光层，吸收蓝光中：550nm的增感染料+品红滤色层，吸收绿光下：650nm的增感染料+青滤色层，吸收红光,36,一类参考,5.4感光材料用染料,彩色显影成色剂成黄成色剂、成品红成色剂、成青成色剂,37,一类参考,