热敏变色材料
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金属络合物：席夫碱金属络合物类 ; 三苯甲烷金属络合物类; 有机胺或铵金属络合物类; 配体是其他 有机离子的金属络合物。
钒酸盐、铬酸盐、钨酸盐，其中金属离子可选用第I、第II主族元素，IVB、VB、VIB副族元素等
优缺点
较好的耐温性、耐久性、耐光照性及良好的 混合加工性，合成工艺简单，成本较低
配位数、配位场、几何构型的变化
分子结构的变化
有机(包括元素有机)化合物颜色随温度的变化多数是由分子结构的变化造成的。这类变化包括
酸 - 碱、酮 - 烯醇、内亚酰胺- 内酰胺等之间的平衡移动，有机化合物的氢迁移，分子受热开环
或关环或产生自由基等。
3
2. 有机分子中的电子转移平衡反应
二、原理
许多自身没有热致变色性质的物质，在与其他适当的化合物混合后，加热时也会 发生颜色变化。这类可逆热致变色化合物是通过电子在有机分子中的转移而吸收或辐 射一定波长的光，导致化学平衡的移动，表观上便有了颜色的变化。
4
3. 分子间的质子得失
二、原理
这类热变色体系的发色剂主要是酸碱指示剂，如酚酞、酚红等；显色剂通常是一 些可以提供质子的弱酸，如高级脂肪酸或脂肪醇等。当温度改变时，发色剂得到或失 去质子，其酸式结构和碱式结构相互转化，引起颜色变化。这种热变色材料颜色的变 化通常与各酸碱指示剂的 pH 值变化范围内的颜色变化一致。
12
3. 生活
三、应用
热致变色材料可用于个人和建筑装饰、纤维织物、防伪标记、家用电器 的适宜温度指示等等，极大丰富了人们的生活。
13
293K：50%。 623K：81%。 自动控温。
14
铯碘/溴化铅存在结构相变。 热驱动与水分调节。 透明相透光率81.7%。 深色相透光率35.4%。
热敏变色材料
1
一、概念
热敏变色材料，也称热致变色材料，指具有在受热或冷却时吸收光 谱发生变化的性质的材料。
2
1. 物质结构变化
二、原理
晶体结构的变化
大部分无机热致变色化合物的颜色变化是因晶型的转变或晶格常数的变化而引起的，包括多 种金属的混合氧化物、碘化物、配合物、复盐等。晶体 结构的转变往往较慢，因此，在较短的 时间内，此类热色性变化往往表现为不可逆。
OO
O
O
无色二-β-萘螺吡喃
பைடு நூலகம்
哚啉螺苯并吡喃衍生物
含有-C=C-的多芳环的母体结构
Schiff 碱通式
有机可逆热敏变色材料的组成及效应
9
液晶可逆热敏变色材料 分类
近晶液晶、向列液晶、胆甾液晶
优缺点
变色灵敏度高，可在很广的温区发生变化、耐光稳定性好 价格高，对化学物质也非常敏感，容易降低变色效果，发色效应也比染料要低得多、对纤维没有亲
和力
应用
日本三菱人造丝株式会社于70年代利用液晶材料开发热敏变色织物,但真正有实用意义的液晶热敏 材料是英国Hull大学研究开发, Merk 化学公司进行工业化生产的。
10
1. 工业
三、应用
示温涂层
温度显示
11
2. 军事
三、应用
现代战场中的“变色术”之一就是利用可逆热致变色材料，使目标表面颜 色能随着背景颜色的不同而变色，并与所处背景混成一体的伪装术。
有机热敏变色材料：含有螺吡喃、荧蒽、三芳基 甲烷、带取代基的乙烯和有机络合物
液晶热敏变色材料：近晶型、向列型和胆甾型
7
无机可逆热敏变色材料 分类
金属及其氧化物：铜、 银、金等金属及Cu-Zn、 Au-Zn、 A g-Cd、 Au-Cd 等合金、最早发现的 金属氧化物是氧化铁、氧化铅、氧化汞
5
发展
1871年，Houston首次系统地开展了对热敏变色地研究，将一些固体物质放在铜上进行加热，并 且报道了那些颜色变化完全可逆的化合物
1938年，德国首先研制出示温材料，用于飞机、炮弹等温度测量。其后，美、日、英、苏等国都加 紧研制，主要应用与工业、国防。
六十年代起，我国也开始进行研究，起初研究的基本上是不可逆变色材料，主要也用于示温。 八十年代后，国内外研究趋势向低温和可逆两个方向发展。其中有机可逆类热敏变色材料在各类热
敏变色材料中综合性能最优，成为目前热敏变色材料研究和应用的热点。
6
分类 热力学角度
不可逆热敏变色材料 可逆热敏变色材料
温度
低温型 (T<373 K) 中温型 (373 K<T<873 K) 高温型 (T>873 K)
变色次数单变色型
多变色型
物质
无机热敏变色材料：金属碘化物、双盐、过渡金 属化合物、金属合金、金属氯化物
温度范围窄、变色分散、毒性大、色差小、 示温精度不高、无法自主选择变色温度和颜 色
8
有机可逆热敏变色材料
螺环类、含有 CH=CH 的多芳环、Schiff 碱、、三苯甲烷类 合成工艺简单、成本较低， 温度范围窄、变色分散、毒性大、色差小、示温精度不高、无法自主选择变色温度和颜色
Δ
15
结合可重构结构与 活性等离子体的VO2热 致变色材料。
16
17
钒酸盐、铬酸盐、钨酸盐，其中金属离子可选用第I、第II主族元素，IVB、VB、VIB副族元素等
优缺点
较好的耐温性、耐久性、耐光照性及良好的 混合加工性，合成工艺简单，成本较低
配位数、配位场、几何构型的变化
分子结构的变化
有机(包括元素有机)化合物颜色随温度的变化多数是由分子结构的变化造成的。这类变化包括
酸 - 碱、酮 - 烯醇、内亚酰胺- 内酰胺等之间的平衡移动，有机化合物的氢迁移，分子受热开环
或关环或产生自由基等。
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2. 有机分子中的电子转移平衡反应
二、原理
许多自身没有热致变色性质的物质，在与其他适当的化合物混合后，加热时也会 发生颜色变化。这类可逆热致变色化合物是通过电子在有机分子中的转移而吸收或辐 射一定波长的光，导致化学平衡的移动，表观上便有了颜色的变化。
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3. 分子间的质子得失
二、原理
这类热变色体系的发色剂主要是酸碱指示剂，如酚酞、酚红等；显色剂通常是一 些可以提供质子的弱酸，如高级脂肪酸或脂肪醇等。当温度改变时，发色剂得到或失 去质子，其酸式结构和碱式结构相互转化，引起颜色变化。这种热变色材料颜色的变 化通常与各酸碱指示剂的 pH 值变化范围内的颜色变化一致。
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3. 生活
三、应用
热致变色材料可用于个人和建筑装饰、纤维织物、防伪标记、家用电器 的适宜温度指示等等，极大丰富了人们的生活。
13
293K：50%。 623K：81%。 自动控温。
14
铯碘/溴化铅存在结构相变。 热驱动与水分调节。 透明相透光率81.7%。 深色相透光率35.4%。
热敏变色材料
1
一、概念
热敏变色材料，也称热致变色材料，指具有在受热或冷却时吸收光 谱发生变化的性质的材料。
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1. 物质结构变化
二、原理
晶体结构的变化
大部分无机热致变色化合物的颜色变化是因晶型的转变或晶格常数的变化而引起的，包括多 种金属的混合氧化物、碘化物、配合物、复盐等。晶体 结构的转变往往较慢，因此，在较短的 时间内，此类热色性变化往往表现为不可逆。
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无色二-β-萘螺吡喃
பைடு நூலகம்
哚啉螺苯并吡喃衍生物
含有-C=C-的多芳环的母体结构
Schiff 碱通式
有机可逆热敏变色材料的组成及效应
9
液晶可逆热敏变色材料 分类
近晶液晶、向列液晶、胆甾液晶
优缺点
变色灵敏度高，可在很广的温区发生变化、耐光稳定性好 价格高，对化学物质也非常敏感，容易降低变色效果，发色效应也比染料要低得多、对纤维没有亲
和力
应用
日本三菱人造丝株式会社于70年代利用液晶材料开发热敏变色织物,但真正有实用意义的液晶热敏 材料是英国Hull大学研究开发, Merk 化学公司进行工业化生产的。
10
1. 工业
三、应用
示温涂层
温度显示
11
2. 军事
三、应用
现代战场中的“变色术”之一就是利用可逆热致变色材料，使目标表面颜 色能随着背景颜色的不同而变色，并与所处背景混成一体的伪装术。
有机热敏变色材料：含有螺吡喃、荧蒽、三芳基 甲烷、带取代基的乙烯和有机络合物
液晶热敏变色材料：近晶型、向列型和胆甾型
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无机可逆热敏变色材料 分类
金属及其氧化物：铜、 银、金等金属及Cu-Zn、 Au-Zn、 A g-Cd、 Au-Cd 等合金、最早发现的 金属氧化物是氧化铁、氧化铅、氧化汞
5
发展
1871年，Houston首次系统地开展了对热敏变色地研究，将一些固体物质放在铜上进行加热，并 且报道了那些颜色变化完全可逆的化合物
1938年，德国首先研制出示温材料，用于飞机、炮弹等温度测量。其后，美、日、英、苏等国都加 紧研制，主要应用与工业、国防。
六十年代起，我国也开始进行研究，起初研究的基本上是不可逆变色材料，主要也用于示温。 八十年代后，国内外研究趋势向低温和可逆两个方向发展。其中有机可逆类热敏变色材料在各类热
敏变色材料中综合性能最优，成为目前热敏变色材料研究和应用的热点。
6
分类 热力学角度
不可逆热敏变色材料 可逆热敏变色材料
温度
低温型 (T<373 K) 中温型 (373 K<T<873 K) 高温型 (T>873 K)
变色次数单变色型
多变色型
物质
无机热敏变色材料：金属碘化物、双盐、过渡金 属化合物、金属合金、金属氯化物
温度范围窄、变色分散、毒性大、色差小、 示温精度不高、无法自主选择变色温度和颜 色
8
有机可逆热敏变色材料
螺环类、含有 CH=CH 的多芳环、Schiff 碱、、三苯甲烷类 合成工艺简单、成本较低， 温度范围窄、变色分散、毒性大、色差小、示温精度不高、无法自主选择变色温度和颜色
Δ
15
结合可重构结构与 活性等离子体的VO2热 致变色材料。
16
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