变色 服装 材料 变色服装材料是一种具有特殊组成或结构、受到光、热、水分或辐射等外界条件刺激后可自动改变颜色的材料。根据导致变色的因素，可分为光致变色材料、温致变色材料、湿致变色材料、电致变色材料等。 光敏变色纤维使用显色剂，温敏变色纤维使用热致变色显色剂。根据所用高聚物种类，可以直接共混于聚合物中纺丝，也可将具有变色功能的微胶囊与低熔点聚合物共混作为芯，不含微胶囊材料为皮，进行复合纺丝。 变色整理的纤维纺织品 1 、随时间变色这类服装的奇特之处在于，一天中至少可以变三次颜色。如在酷暑呈现纯白色，可以很好的反射热量；若在室内时它又会变成浅兰色，给人一种朴实淡雅的感觉；到傍晚时，它又会变成漂亮迷人的红或紫色，是出席晚宴的理想时装。 2 、随温度变色这类变色服装采用的是热敏变色材料。这种材料就是将热敏化合物掺到染料中去，再印染到织物上。染料由黏合剂树脂的微小胶囊组成，每个胶囊都有液晶，液晶能随温度的变化而出现不同的折射率，使服装变换出多种色彩。 英国伦敦的一家时装公司曾举办过一次别开生面的时装表演，台上女模特的各种时装不断改变色彩，有如彩虹飞舞。原来这些时装都是用一种含液晶的感温变色纺织面料制造的，在 28℃时，面料是红色；到 33℃时，又变成黄色；28℃~33℃之间，还可以变出其他各种色彩。

3 、随湿度变色另据报道变色服装，还有一种“水现织物”他看起来与普通面料没有差异，但是，当它潮湿时就会显示出花纹、图案。这种织物非常适合游泳衣或雨衣、雨伞。当穿上这种游泳衣，一头扎进清波碧水的游泳池中，泳衣上斑斓的图案渐渐显示出来，那有多么引人注目啊！ 4 、随光线变色人们利用动物特性并以仿生学的原理与高新技术研制成功一种能自动变色的化学纤维，称为光敏变色纤维。它是采用纤维中引入具有光敏变色性化合物，或合成能变色的聚合物纺丝的方法。如将能在可见光下发生氧化一还原反应物的、色泽变化可逆的硫堇衍生物导入聚合物，然后纺成纤维。该纤维制品不仅对光线十分敏感，而且湿度变化 也能够引起颜色变化。 一 、 变色材料变色机理 1、 、 光致变色材料 光致变色材料分为有机、无机变色材料， 1分子结构异构化 分子结构的异构化可包括反式异构化和互变异构化等。反式顺式异构化的典型化合物是偶氮染料和靛类染料。光能促使其分子内顺式和反式结构排列的变化。互变异构化，即为氢原子移动的互变异构光变色，其典型化合物为 1，4 一二轻基葱醒和亚水杨基苯胺类等。这类化合物在光照下会发生分子内氢原子的转移，可由无色或浅黄色变为醒式的橙红色。

2分子的离子化 具有代表性的是螺毗喃类化合物和三芳甲烷染料团。它们经光激发，在共价单键上发生分裂，电荷转移产生一个稳定的化学构型变化，该类化合物一般由无色变为有色，变化明显。 3氧化还原反应 以氧化还原机理产生光致变色现象的化合物有葱醒、硫氮杂苯衍生物等。 2、 、 热致变色材料 物质在不同温度下发生颜色改变的现象称为热致变色，引起热致变色的原因有多种，如物质在不同温度下的晶型转变、结构改变等。热变色性质可分为可逆性和不可逆性两类。可逆性变色就是当材料温度达到或超过变色温度时，颜色即发生变化，而当温度降到变色温度以下时，又回复到原来的颜色。纺织用变色材料主要是可逆性变色的。 常用的主要有以下几类： 1）液晶类变色材料 液晶是介于固体和液体之间的一种物质形态。胆甾型液晶的热敏效应特别强，温度变色灵敏度可达±０.２℃，温度稍一变化，液晶颜色就作出相应的改变。胆甾型液晶具有层状分子结构，层内分子长轴相互平行，各层分子轴向与邻层分子轴向都略有偏移，使得液晶分子呈螺旋状结构，因而表现出独特的光学性质。它对白光发生选择性吸收并反射某些波长的偏振光变色服装，表面反射和透过两种不同颜色的光，且颜色会随螺旋结构的伸长或缩短而变化。

螺旋结构对外界因素（如温度）非常敏感，它的伸缩随温度而变化。因此，胆甾型液晶可在某一温度范围内，随着温度的变化，在整个可见光范围内进行可逆显色。 2有机类变色材料 具有热致变色性能的三芳甲烷类、萤烷类、螺吡喃类等有机化合物。这种新型可逆热变色机理主要为：组成物中导致ｐＨ值变化的可熔性化合物随着温度变化而熔化或凝固的同时，由于介质的酸碱变化或受热引起分子结构变化，从而产生物质可逆而迅速的变色，变色的关键是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 π 体系转变为完整的大 π 体系使化合物从无色变为有色。 3）电致变色材料 电致变色（electrochromic）是指物质在电化学的作用下发生颜色改变的现象。电致变色材料一般是由多层的原电池膜组成，这些膜在不变色的状态下应是透明的，并且变色是可逆的。当有电流通过时，电致变色膜产生颜色，变色的深度可由通过的电流大小来控制，而且在切断电流后仍保持原来的颜色不变。要想使之褪色，只要加上反向电流即可。聚吡咯（polypyrrole）可从乙腈溶液中电化学聚合而得，双极化子是其稳定的载流子，其变色反应由无掺杂时的黄绿色转变为Ｐ掺杂时的蓝紫色。

4）溶剂致变色材料 物质与特定的溶剂接触后发生颜色改变的现象称为溶剂致变色（solvatochromic）。溶剂致变色材料分可分为无机和有机两大类，无机类主要为过渡金属区的金属离子与水等溶剂的配位体，有机类由于种类庞杂，一般以杂多环化合物为主。 1 无机类过渡金属离子溶剂致变色的机理可以从电子轨道理论来解释。 2 有机物质的溶剂致变色机理一般由 Lakowicz 理论来解释。二 、 变色纤维及织物 制备方法 变色纤维目前主要品种有光致变色和温致变色两种。按生产工艺不同，变色纤维的制造技术主要包括溶液纺丝法、熔融纺丝法、后整理法以及接枝聚合法。 １ 、 溶液纺丝法 与常规溶液纺丝法相近，但要在成纤的纺丝液中加入具有可逆变色功能的染料和防止染料转移的试剂-即将变色化合物和防止其转移的试剂直接添加到纺丝液中进行纺丝。如由丙烯睛／苯乙烯／氯乙烯共聚物和变色类化合物组成的纺丝液，经湿法纺丝制备光致变色纤维。 ２ 、 熔融纺丝法 熔融纺丝法又分为聚合法、共混纺丝法、皮芯复合纺丝法三种。 1）聚合法 将变色基团引入聚合物中，再将聚合物纺成纤维。如合成含硫衍生物的聚合体，然后纺成纤维，它能在可见光下发生氧化还原反应，在光照和湿度变化时颜色由青色变为无色。

2）共混纺丝法 将变色聚合物与聚酯、聚丙烯、聚酰胺等聚合物熔融共混纺丝。或把变色化合物分散在能和抽丝高聚物混融的树脂载体中制成色母粒，再混入聚酯、聚丙烯、聚酰胺等聚合物中熔融纺丝。例如，原中国纺织大学采用该法制得两种性能较佳的光敏变色聚丙烯纤维。一种为光敏剂和聚丙烯切片共混纺丝，所得纤维经阳光照射后会由白色变为蓝色；另一种由光敏剂、聚丙烯切片和黄色色母粒共混纺丝，所得纤维阳光照射后由黄色变为绿色。该法虽然简便易行，但对光致变色化合物的要求很高（如耐高温等），因此其应用受到一定限制。 3）皮芯复合纺丝法 皮芯复合纺丝法是生产变色纤维的主要技术。它以含有光敏剂的组分为芯，以普通纤维为皮组分，共熔纺丝得到光敏变色皮芯复合纤维。日本的可乐丽和帝人公司就此项 技术申请了多项专利。由这种光致变色复合纤维制成的布料无论是在手感、耐洗性方面，还是在耐光性、发色效果等方面都得到了很大提高。 ３ 、 后整理法以及接枝聚合法 后整理法是在纤维表面进行涂层或聚合的方法。日本三井公司将热敏变色的微胶囊的氯乙烯聚合物溶液涂于合成纤维表面，烘干，溶液转为凝胶状，制成热致变色纤维。后整理技术既可以用于纤维，也可以用于纱线或织物。

它的做法是用有螺吡喃的苯乙烯或乙酸乙烯酯单体的溶液浸渍纺织材料，然后单体在纤维内聚合，得到光致变色纤维。接枝聚合法主要采用接枝聚合技术使纤维具有变色性能。例如，将纤维或织物用含螺吡喃衍生物的单体浸渍，单体（一般为苯乙烯或醋酸乙烯）在纤维内进行聚合，使纤维具有光致变色性。 变色染料（颜料）在光、热及其他物理或化学因素作用下，能可逆地改变颜色的染料（颜料）称为变色染料（颜料）。变色染料能用于纺织品的染色或印花。 三、光致变色材料的应用 1、 、 战场上的变色服装 能够随着周围环境的变化而自动变色的军服是由变色纤维制造的，或是织物采用变色染料印染而成的作训服，深受部队官兵的钟爱。自动变色的新技术研究成功，将为部队的伪装和隐蔽提供了极大的方便。采用变色纤维制作的伪装服，可随地貌环境的变化而交替变换不同的颜色。 例如，美国 Clemson 大学和 Georgia 理工学院等几所大学近年来正在探索在光纤中掺入变色染料或改变光纤的表面涂层材料，使纤维的颜色能够实现自动控制，其中噻吩衍生物聚合后特有的电和溶剂敏感性受到格外重视。美国军方研究人员认为，采用光导纤维与变色染料相结合，可以最终实现服装颜色的自动变化。

光敏变色纺织品主要用于娱乐服装、安全服和装饰品以及防伪制品等。 2、 、 温控变色纺织品 据《日本纤维新闻》报道，温控变色纺织品在日本市场引起关注，利用温度来改变颜色的产品在日本国内还不是很普遍，但在美国，近数年来，变色的 T 恤大放异彩。过去纺织印染界最重要的课题就要能够精确地调出颜色，而且所调出的颜色不会起变化，但利用温变纤维可实现颜色的变化。 现在被商品化的是以 T 恤为主的服装，变化的标准温度一般设定在 27℃，除了气温超过 27℃的盛夏白天以外，在平时面料颜色也很易起变化，而且所产生的变化在意料之外。这和人本身的体温有关系，T 恤直接与肌肤接触，所接触的部分有 30℃左右的热， 这种变化是否会到达 T 恤的表面，则看接触时间而定。透过外界温度、衣服内温度以及体温三者的综合作用，T 恤的表面有时也会出现意想不到的花纹。而且花纹还会因身体的活动，就如同活的东西一样地起变化。 因此，温控变色纤维可以制造出前所未有的趣味性极高的商品。活用该技术的 T 恤的开发于美国，进而在欧洲普及起来。在欧洲增添了新风格的商品，现在也将在日本大行其道。 3 、TAMSA 集团变色服饰 TAMSA 集团正在销售新开发的变色服饰，TAMSA 集团为确保变色服饰成功并快速登陆中国，以连锁经营的模式向中国投资创业者隆重推出 TAMSA 变色服饰加盟连锁 4、 、 变色时装 近几年来，国外已经研制出一些新型的衣料提供给许多专业人士享用。

例如，英国伦敦的一家时装公司曾举办过一次别开生面的时装表演，台上女模特的各种时装不断改变色彩，有如彩虹飞舞。原来这些时装都是用一种含液晶的感温变色纺织面料制造的，在 28℃时，面料是红色；到 33℃时，又变成黄色；28℃~33℃之间，还可以变出其他各种色彩。 另外，日本的一些人造纤维公司还研制出一种变色游泳衣。游泳衣在岸上是一种颜色，到了水中会变出红、蓝、绿等色彩。这种衣料是由感温变色纤维制成的。这种面料可随陆地、水中、野外、室内或海边沙滩等地温度变化变幻出不同色彩。 再者就是美国的几所大学正在探索光纤中掺入变色染料或改变光纤的表面涂层材料，使纤维的颜色能够实现自动控制。美国军方人士认为有用光导纤维与变色染料相结合，可以实现服装颜色的自动变化。 5、 、本 日本 Kanebo 公司开发的光敏变色织物 日本Kanebo公司将吸收350 nm～400 nm波长紫外线后由无色变为浅蓝色或深蓝色的螺吡喃类光敏物质包敷在微胶囊中，用于印花工艺制成光敏变色织物。微胶囊化可以提高光敏剂的抗氧化能力，从而延长使用寿命。采用这种技术生产的光敏变色 T 恤衫早就于 1989 年首次供应市场了，而近年来，国内也有类似的产品销售。

6 中国北京服装学院研制出变色纤维 近年来，流行的各种服装商标，容易仿制，因而起不到防伪作用。而北京服装学院新近研制的变色纤维，可用于绣制各种服装商标或暗记，它在不同光源下颜色将产生变化，从而达到防伪功能。因此，变色纤维是服装行业假冒伪劣产品的克星。该技术产品 除用于服装商标防伪外。还可用于服装、泳装、伞具等高档新产品的制造。本技术产品和一般由染料染色导致的变色有本质上的区别，填补国内空白，居国内领先地位。 7、 、 日本松井色素化学工业公司开发的光敏纤维 所谓光敏纤维，就是在光的作用下，某些性能如颜色、力学等发生可逆变化的纤维。在光敏纤维中，研究的热点是光致变色纤维。它是通过在纤维中引入光致变色体而制得。对于有机化合物而言，光致变色往往与分子结构的变化联系在一起。 目前，光致变色纤维的研究已在日本等发达国家取得较大进展，如松井色素化学工业公司制成的光致变色纤维，在无阳光的条件下不变色，在阳光或 UV 照射下显深绿色。 8、 、 日本东丽公司开发出温致变色纤维与织物 某些性能随温度改变而发生可逆变化的纤维称为温敏纤维。它是通过在纤维中引入温敏化合物而制得。目前，研究最多的温敏纤维是温敏变色纤维。

以往多采用涂层法，近年为改善其耐洗涤性及耐光性，开始趋向于采用聚合物添加温致变色显色剂的方法。温敏纤维的研究已在一些国家取得较大进展。温敏纤维的加工主要是将温敏变色染料通过共聚、共混、交联及涂层等方法引入到纤维中或纤维表面。 根据相关资料报道称，如日本的东丽公司所制成的温致变色纤维能够在在-40~80 摄氏度能改变 8 种色彩，该纤维很受业界欢迎。 另外，日本东丽公司开发的 Sway 织物，是将热敏染料密封在微胶囊内，然后涂层整理在织物表面。胶囊内包含三种成分：1热敏变色性色素；2显色剂；3消色剂。调整三者比例就得到可逆的温敏变色纤维。在温差超过 5℃时发生颜色变化，温度变化范围是-40℃-85℃，针对不同用途可有 64 种不同的变化。温敏变色织物可作儿童服装、旅游用品及某些人体不宜接触的设备、仪器、管道的外包材料。 9、 、 日本旭化成公司开发出的感温变色纤维 日本旭化成公司 saran 纤维就是以鲜艳的色彩为特长的原丝，在 saran 纤维里，加入了一种特殊的感温微型胶囊,使纤维一加温就变成透明的，成为感温变色纤维 SaranArt TC。在此情况下感温纤维会变，用吹风机加温，用冰水冷却后对体温和呼吸等的温度起反应即便是从室内到户外时的温差也不退色，保持鲜艳色彩保持防水性和不易燃的特性象涂层过的丝一样不会脆化。

10 、LJSeppialiltes 公司开发出特种变色系列染料 根据《国际印染杂志》报道，LJSeppialiltes 公司生产出特种变色系列染料,其中备受市场关注的有随温度变化的热变色染料、通过吸收紫外线而变色的光致变色微胶囊染料、对湿敏感的水致变色染料和对 PH 值敏感的酸碱度变色染料。 11、 、 北京百泉化纤厂生产的变色纤维 北京百泉化纤厂生产的变色纤维主要用途是制造外衣、背心等等，这些外衣、背心产品遇阳光后将变成紫色和其他深色。 随着经济和社会的发展，发光纤维在安全领域和防伪领域起着越来越重要的作用，装饰服饰领域需求也越来越大，人们正致力于发光纤维的研究和产品的开发，目前较成熟的发光纤维有紫外荧光纤维和蓄光纤维。今后。国内外诸多公司一定会有更多更好的发光纤维产品问世。特别是人们对纺织品的求新心理日益增强，对服装颜色的要求也由实用型转向丰富多彩，而光致变色面科正好迎合了人们的这种消费心理。该类纤维可广泛应用于 T 恤衫、裤子、游泳衣、休闲运动服、工作服、儿童服装、窗帘、玩具等。在军事上可作为军事伪装；在防伪领域可作为防伪材料广泛应用于票据、证件、商标等。