摘 要

可逆热致变色微胶囊是一种新型的热致变色材料，该材料化学惰性不好，性质较为活泼，容易受到外界环境如：紫外光、高温、氧气的影响，长时间暴露在环境中容易老化逐渐丧失变色性能。将可逆热致变色材料包裹在具有良好耐候性的囊壁材料中，制成微胶囊，可以在保留热致变色材料变色性能的同时减少外界环境的影响。

本实验成功制备了多种配方的可逆热致变色微胶囊材料，并研究了不同配方制得的微胶囊材料在紫外光照射下的老化现象。该微胶囊的核心是以结晶紫内脂（CVL）、双酚A十六烷醇/1-二十二醇组成的3组分变色体系，本实验以隐色剂：显色剂：溶剂=1:1:50的质量配比分别制备了十六醇复配物和1-二十二醇复配物，囊壁材料选用三羟甲基三聚氰胺树脂，芯体材料和囊壁材料质量比为1：4制备可逆热致变色微胶囊。在囊壁材料中加入紫外吸收剂，通过改变紫外吸收剂的种类，用量，系统的研究了紫外吸收剂的种类用量对于热致变色材料可逆热致变色性能，抗紫外老化性能的影响。利用SEM、FTIR、UVPC等技术表征方法对所制得的样品进行表征，探究可逆热致变色微胶囊的老化。

关键词：可逆热致变色 微胶囊 老化 性能研究

Study on Aging Mechanism of Reversible Thermochromic Microcapsules

Abstract

Reversible thermochromic microcapsules are a new type of thermochromic material. The material is chemically inert and has a relatively active nature. It is easily affected by external environment such as ultraviolet light, high temperature and oxygen. It is prone to aging after prolonged exposure to the environment. Gradually lose color discoloration performance. The reversible thermochromic material is wrapped in a wall material having good weather resistance to form a microcapsule, which can reduce the influence of the external environment while retaining the discoloration property of the thermochromic material.

In this experiment, reversible thermochromic microcapsule materials with various formulations were successfully prepared, and the aging phenomenon of microcapsule materials prepared by different formulations under ultraviolet light irradiation was studied. The core of the microcapsule is a three-component color-changing system consisting of crystal violet lactone (CVL), bisphenol A cetyl alcohol/1-eicodiol, and the experiment is a leuco agent: developer: solvent = The hexadecanol compound and the 1-eicodiol compound were prepared by mass ratio of 1:1:50, and the wall material was selected from trimethylol melamine resin. The mass ratio of core material to wall material was 1:4 Preparation of reversible thermochromic microcapsules. Ultraviolet absorber was added to the wall material. By changing the type and amount of UV absorber, the effect of the amount of UV absorber on the reversible thermochromic properties and UV aging resistance of thermochromic materials was systematically studied.

Key Words: Reversible thermochromism；Micro capsule；Aging；performance study；

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1变色材料 1

1.1.1 热致变色材料 1

1.1.3可逆热致变色材料研究进展 2

1.2微胶囊 3

1.2.1微胶囊定义 3

1.2.2 微胶囊的应用 3

1.2.3 微胶囊的制备方法 3

1.2.4 微胶囊的应用问题 6

1.3本课题的工作内容 6

第二章 实验部分 7

2.1化学试剂和药品 7

2.2实验主要仪器设备 7

2.3实验方法 8

2.3.1 化合物的制备 8

2.3.2 壁材制备 9

2.3.3 微胶囊制备 10

2.4微胶囊老化体系 10

2.5微胶囊的表征方法 11

2.5.1 扫描电镜（SEM） 11

2.5.2 傅氏转换红外光谱（FTIR） 11

2.5.3 紫外-可见近红外分光光度计 (UVPC) 12

第三章 测试与表征 13

3.1 扫描电镜（SEM）测试分析 13

3.2 傅氏转换红外光谱（FTIR）分析 14

3.3 紫外-可见分光光度计(UVPC)测试分析 15

第四章 结论与展望 18

4.1结论 18

4.2 展望 18

参考文献 19

致 谢 21

第一章 绪论

材料在人类文明历史的发展中具有它独特的作用，人们从原始部落社会就开始使用石头，动物骨头等制作各种工具满足日常生活提供了工作效率，可以说材料对于人类的生产生活有着不可替代的作用。随着科学技术的发展，材料也从最初直接可获取到的天然材料逐渐演变为合成材料，并且向多功能、高性能的方向研究。

1.1变色材料

变色材料，顾名思义就是一种能在外界环境发生改变的时候产生明显颜色改变的材料，是一种新型的功能型智能材料，这类材料可以在外界环境如：光、电、热、湿度、压力的刺激下发生明显颜色改变，按材料变色时所受外界刺激的不同可分为光致变色、热致变色、电致变色和压致变色等几大类材料^[1]。

热致变色材料

热致变色材料又被称为示温材料，能够在外界温度发生改变的时候呈现不同的颜色状态，热致变色材料颜色发生变化时的温度称为变色温度，温度变化可以是一个特定的温度点也可以是一个温度范围^[1]，颜色改变包括从有色变成无色，无色变成有色，由一种颜色变成另一种颜色等，该材料的颜色变化有些是可逆的有些是不可逆的。热致变色材料的种类包括：无机、有机和液晶^[2]。

该材料之所以能够发生颜色变化，是因为该材料的组分在温度变化后发生质子的得失、电子转移或者分子变形异构导致可见吸收光谱会发生变化而呈现颜色的变化，其颜色将在温度恢复时恢复到原来的颜色。可逆热致变色材料的变色机理主要有质子的得失机理、电子转移机制和分子变形异构^[3]等。由于变色机理不同，将可逆热致变色材料分为质子得失型、电子迁移型、分子异构型等。在这之中，电子迁移型变色材料由着色剂（电子给体）和显色剂（电子受体）以及溶剂组成的3组分的复配物，其中着色剂（电子给体）决定材料的颜色，显色剂（电子受体）决定颜色深浅，溶剂控制变色温度。该3组分体系中存在着色剂与显色剂的、溶剂与显色剂两种反应，在特定温度下的反应产生电子转移会导致相应有机物的分子结合。随着温度的变化，电子的接受和传递是可逆的，物质的颜色也随着温度的变化而发生可逆的变化。例如，通过结晶紫内酯(CVL)和环氧树脂与双酚A共混制得的热致变色材料的颜色可以由无色变为蓝色。

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