功能染料的開(kāi)發(fā)途徑： 

1）原有染料的篩選  

2）改變傳統(tǒng)染料的發(fā)色體系

1）無(wú)機(jī)熱變色染/顏料

變色機(jī)理：相變、配位體幾何形狀變化、不同分子結(jié)構(gòu)間的平衡變化以及溶劑化離子中溶劑分子數(shù)的變化；

應(yīng)用情況：

變色須在溶液中、或需要高溫，或不可逆，故在紡織品加工中應(yīng)用不多。 

2）有機(jī)熱變色染/顏料

變色機(jī)理：晶格結(jié)構(gòu)變化（如液晶）、立體異構(gòu)的發(fā)生、分子重排等；

應(yīng)用情況：溫度敏感性高、顏色濃艷，是變色紡織品加工中應(yīng)用的主要染料。 

用于紡織品印花的主要是膽甾型液晶，它受白光照射會(huì)呈現(xiàn)彩虹狀顏色：顏色能隨溫度和壓力發(fā)生從紅到紫的變幻，而且變化是可逆的。

變色機(jī)理：

膽甾型液晶具有螺旋體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)會(huì)隨溫度發(fā)生伸縮變化，使光的反射和透射發(fā)生變化，產(chǎn)生不同顏色，同時(shí)，液晶本身的光學(xué)各向異性也會(huì)產(chǎn)生顏色變化， 故具有很靈敏的熱變色性能。由于液晶的顏色與分子化學(xué)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，耐光穩(wěn)定性好。

液晶染料的應(yīng)用

液晶對(duì)纖維無(wú)親和力，一般借助涂層或顏料印花方法施加至紡織品表面。為提高穩(wěn)定性和便于應(yīng)用，液晶常制成微膠囊應(yīng)用。為增加色強(qiáng)度，常與 染 / 顏料混合使用， 但染/顏料須經(jīng)選擇。

應(yīng)用舉例：

分子重排變色物質(zhì)

有機(jī)熱變色染/顏料分立體異構(gòu)變色和分子重排變色兩類，其中立體異構(gòu)變色染/顏料的變色需要熔點(diǎn)以上溫度（≥150℃），難以應(yīng)用于紡織品。常用的是分子重排變色類的染/顏料，如結(jié)晶紫內(nèi)酯。

應(yīng)用實(shí)例：

引起結(jié)晶紫內(nèi)酯變色的直接原因是pH變化。pH接近4時(shí)，發(fā)生開(kāi)環(huán)顯色。

利用該性質(zhì)，可以設(shè)計(jì)不同的變色誘因，獲得對(duì)各種外界因素敏感的變色產(chǎn)品。如壓敏（無(wú)碳復(fù)寫紙）、熱敏（熱敏記錄材料）染/顏料。 

光變色又叫光致變色或光敏變色。分可逆和不可逆兩種，紡織品上常用可逆品種。變色機(jī)理如下：

    1）反式順式光異構(gòu)；2）離子化；

    3）氫原子轉(zhuǎn)移；    4）價(jià)鍵變化；

    5）氧化還原反應(yīng)；

光變色染料在紡織品上的應(yīng)用較少，原因是價(jià)格高、耐光牢度差、對(duì)纖維親和力低，在染整工藝中應(yīng)用有較大難度。

制備方法有：

涂料印花法

原液著色法 

接枝聚合法 

微膠囊(油墨印刷)法

4、離子感應(yīng)變色

其他功能變色染料：

1. 近紅外吸收染料

對(duì)紅外線主要是近紅外線有較強(qiáng)吸收的染料。它們也有特定的電子共軛體系，但吸收的不是可見(jiàn)光，而是波長(zhǎng)更大的紅外光。有的無(wú)色，有的有色。應(yīng)用領(lǐng)域：

    1）軍事測(cè)量上的紅外照相增感劑；

    2）高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的激光光盤信息記錄介質(zhì)；

    3）醫(yī)療保健中的光促療法；   

    4）軍事防護(hù)用隱身材料。

   在紡織品上的應(yīng)用正在開(kāi)發(fā)中。

在紡織品上的應(yīng)用：

    1）太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存；

    2）工業(yè)上鹽、堿蒸發(fā)薄膜；

    3）農(nóng)業(yè)上保溫取暖地膜；   

    4）高寒地區(qū)保暖服裝等。

2. 紅外偽裝染料/顏料的應(yīng)用

問(wèn)題

偽裝器材被用來(lái)隱蔽地面戰(zhàn)斗人員、技術(shù)兵器和各種軍事設(shè)施已有漫長(zhǎng)的歷史，近數(shù)十年來(lái)更是得到了空前的發(fā)展。目前，美、英、法、俄等大國(guó)都十分重視偽裝技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)巧妙的偽裝，出其不意攻擊敵方而取得勝利的戰(zhàn)例，歷史上層出不窮。但是，二戰(zhàn)以來(lái)，隨著現(xiàn)代軍事探測(cè)手段的進(jìn)步，戰(zhàn)斗人員和軍事目標(biāo)要成功地避開(kāi)敵方的偵察變得越來(lái)越難。 

原因

軍事探測(cè)手段已經(jīng)從最初的可見(jiàn)光拓展進(jìn)入了近紅外、中遠(yuǎn)紅外直至微波波段的廣闊波段范圍，要對(duì)付這些偵察手段，必須針對(duì)所有相關(guān)波段實(shí)施防范。由于不同探測(cè)波的性能有很大差異，單一功能的 “隱身”材料或技術(shù)難免顧此失彼，若把不同的材料或技術(shù)簡(jiǎn)單“復(fù)合”，又常常碰到互不兼容的難題。要在同一目標(biāo)上實(shí)現(xiàn)全面的防范，難度很高。

地面軍事探測(cè)技術(shù)和反探測(cè)技術(shù)的演變

1.   可見(jiàn)光輻照下的探測(cè) 

—— 針對(duì)性的偽裝為迷彩偽裝器材。

以在可見(jiàn)光照明條件下與背景色一致的綠、橄欖色、咔嘰色、棕色和黑色為主，采用印花方法在織物上形成特殊的偽裝花紋，可以獲得偽裝效果。

2. 近紅外探測(cè)（夜視儀)

—— 針對(duì)性的偽裝為近紅外偽裝服和遮障器材。

必須考慮偽裝的紅外反射特性。 要求對(duì) 700 – 1200nm 波段的近紅外輻射特性與環(huán)境一致。       

3. 中遠(yuǎn)紅外探測(cè)（熱象儀）

—— 針對(duì)性的偽裝為熱紅外隱身器材。

熱象儀能探測(cè)3000 – 5000nm 和 8000 – 14000nm 波段的中遠(yuǎn)紅外輻射，因此能在黑暗或煙霧中發(fā)現(xiàn)散發(fā)熱量的目標(biāo)如人、正在運(yùn)行的引擎、未完全冷卻的設(shè)備等，是一種被動(dòng)式的探測(cè)儀 。

▲中遠(yuǎn)紅外探測(cè)的偽裝原理

針對(duì)中遠(yuǎn)紅外探測(cè)的偽裝原理與反近紅外探測(cè)偽裝是不同的，須采用特殊的能控制比輻射率的隱身材料。最簡(jiǎn)易可行的方法是隔絕或減少發(fā)熱體向外界的熱輻射，并調(diào)節(jié)總體輻射水平使之與環(huán)境一致。 

4. 毫米波探測(cè) 

(戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)和目標(biāo)定位雷達(dá))

——針對(duì)性的偽裝為具有吸收入射雷達(dá)波和削弱其反射率等功能的偽裝服和遮障器材。 

可見(jiàn)光偽裝的成熟技術(shù)是三色或四色迷彩的應(yīng)用，通過(guò)普通的印花加工可以解決。近紅外偽裝則必須依賴特殊吸波材料。

近紅外探測(cè)：主動(dòng)和被動(dòng)探測(cè)技術(shù)

主動(dòng)探測(cè)儀朝目標(biāo)物釋放紅外線，接收其反射以判斷目標(biāo)。由于釋放的紅外輻射可能被敵方發(fā)現(xiàn)，這種探測(cè)法存在危險(xiǎn)性。

被動(dòng)探測(cè)法不依賴任何主動(dòng)的輻射，只檢測(cè)目標(biāo)物對(duì)環(huán)境中的紅外線的反射情況，安全性好，但要求有很高的靈敏度。無(wú)論主動(dòng)還是被動(dòng)，反近紅外偽裝的原理是相同的。 

可見(jiàn)光和近紅外偽裝原理

常用的偽裝方法是選用合適的染料或顏料印制不僅在可見(jiàn)光下具有迷彩效果，而且在近紅外輻照下也有偽裝效果的花紋。關(guān)鍵在于選擇對(duì)紅外線有特殊反射特性的染料/顏料，使花紋對(duì)可見(jiàn)光以及紅外探測(cè)的反射率與周圍環(huán)境一致。

技術(shù)關(guān)鍵是適用染/顏料的選擇或合成*。需應(yīng)用紅外光譜儀對(duì)自然環(huán)境中基本物質(zhì)的近紅外反射特性進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，繪制標(biāo)準(zhǔn)反射圖譜作為染/顏料選擇和試樣反紅外探測(cè)性能評(píng)價(jià)的基本指標(biāo) *。

選出與葉綠素、沙土、巖石等自然物質(zhì)具有相同或相近紅外反射率的綠色、咔嘰色、棕色等偽裝色主成分系列染料/顏料。

自然環(huán)境物質(zhì)的紅外反射特性

還原棕HBG的紅外反射曲線

其他要求

另一個(gè)必須考慮的問(wèn)題是這些著色物的牢度，一般要求偽裝色的日曬牢度達(dá)6級(jí)，水洗牢度達(dá)4-5級(jí)。還原染料、分散染料和非水溶性顏料中一些具有稠環(huán)結(jié)構(gòu)的品種可供選擇。

紅外偽裝染/顏料

前人的研究已經(jīng)明確，具有大π鍵體系、過(guò)渡金屬螯合體系和 3d-3d, 4f- 5D 電子躍遷體系的化合物，其高能階電子躍遷能量低，可以吸收紅外波能量，但一般的吸波物質(zhì)并不能兼顧可見(jiàn)光條件下的偽裝要求。

紅外偽裝主色染料和色光調(diào)整染料

為了在色彩上兼顧可見(jiàn)光條件下的偽裝需要，除了能模擬不同自然環(huán)境紅外反射特性的一系列主色染/顏料外，還必須選出一整套可以對(duì)主色染/顏料在可見(jiàn)光條件下的色光進(jìn)行調(diào)整以與環(huán)境色調(diào)一致的調(diào)整色染/顏料。

通常是對(duì)紅外輻射具有強(qiáng)烈吸收作用或吸收曲線平緩的黃、橙、紅等染料/顏料

應(yīng)用方法

    1. 染色：纖維素纖維

    2. 顏料印花：適用性廣

    3. 纖維原液著色：合成纖維

    4. 涂層：

強(qiáng)烈吸收可見(jiàn)光而具有顏色，同時(shí)又能吸收紫外光并輻射可見(jiàn)光的染料。如羅丹明。（與增白劑、近紅外染料不同）

2.特點(diǎn)：

色澤特別鮮艷。結(jié)構(gòu)中含很長(zhǎng)的共軛體系，常帶有稠環(huán)，分子僵硬。 

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

1）熒光染料，高科技領(lǐng)域如材料傷痕檢測(cè)、激光器、太陽(yáng)能收集器、液晶顯示、電子發(fā)光等；紡織品/材料染色，以分散染料為主。

2）熒光顏料（熒光顏料多為熒光染料溶解在無(wú)色透明樹(shù)脂中的固體溶液粉碎研磨而成。主要應(yīng)用于油漆、油墨和塑料著色，也可用于紡織品印花。

  1、電子照相

  2、靜電、離子和磁性成像印制

  3、熱轉(zhuǎn)移

  4、變色、保溫

  5、太陽(yáng)能

  6、發(fā)光材料

  7、激光輻射

來(lái)源：染整故事   印染學(xué)習(xí)與交流 編輯整理