1 概 念
　　1.1 何謂變色纖維？　　　　
　　所謂變色纖維是一種具有特殊組成或結(jié)構(gòu)的、在受到光、熱、水分或輻射等外界條件刺激后可以自動(dòng)改變顏色的纖維。變色纖維目前主要品種有光致變色和溫致變色兩種。前者指某些物質(zhì)在一定波長(zhǎng)的光線照射下可以產(chǎn)生變色現(xiàn)象，而在另外一種波長(zhǎng)的光線照射下(或熱的作用)，又會(huì)發(fā)生可逆變化回到原來(lái)的顏色；后者則是指通過(guò)在織物表面粘附特殊微膠囊，利用這種微膠囊可以隨溫度變化而顏色變化的功能，而使纖維產(chǎn)生相應(yīng)的色彩變化，并且這種變化也是可逆的。
　　變色纖維品種主要集中在光致變色上。其實(shí)早在1989年，W．MARCKWALD 就首次發(fā)現(xiàn)了某些固體或液體化合物具有光致變色的性質(zhì)，具有光敏變色特性的物質(zhì)通常是一些具有異構(gòu)體的有機(jī)物，如萘吡喃、螺呃嗪和降冰片烯衍生物等。這些化學(xué)物質(zhì)因光的作用發(fā)生與兩種化合物相對(duì)應(yīng)的鍵合方式或電子狀態(tài)的變化，可逆地出現(xiàn)吸收光譜不同的兩種狀態(tài)即可逆的顯色、退色和變色。
　　最早的應(yīng)用實(shí)例是在越南戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，美國(guó)的CYANAMIDE公司為滿足美軍對(duì)作戰(zhàn)服裝的要求而開發(fā)的一種可以吸收光線后顏色改變的織物。而我國(guó)的東華大學(xué)采用淡黃綠色的三甲基螺呃嗪為光敏劑，與聚丙烯切片共混后制成切片經(jīng)高溫熔融紡絲形成的光敏纖維也具有良好的性能。這種纖維經(jīng)過(guò)紫外線的照射后能迅速地由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，光照停止后又可以迅速變?yōu)闊o(wú)色，并且具有良好的耐洗性能和一定的光照耐久性。相應(yīng)的產(chǎn)品還有日本KANEBO公司的光敏變色織物，而由這種織物制成的T恤衫早在1989年就供應(yīng)市場(chǎng)了。美國(guó)的CLEMSON大學(xué)和GEOR—GIA理工學(xué)院等幾所大學(xué)最近已經(jīng)開始研究改變光敏纖維的表面涂層材料，而使纖維的顏色能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。在民用領(lǐng)域，光敏變色纖維主要運(yùn)用于娛樂(lè)服裝、安全服和裝飾品以及防偽標(biāo)識(shí)上。
　　還有像一般的變色材料是指具有光、熱、電等致變色性能的材料。特別是閃光變色纖維蝴蝶的翅膀和孔雀的羽毛在光的反射下更加美麗， 這是因?yàn)楣獾膮⑴c可使顏色效果更佳。基于這一原理，例如像日本的一位教授發(fā)明了閃光變色纖維。用這種纖維制成的織物色彩變化多端，令人神往．這種織物可用來(lái)制作服裝和室內(nèi)裝飾等等。
　　1.2 變色纖維的類型
　　變色纖維的類型大致分為光致變色纖維材料、熱敏變色纖維材料和電致變色纖維材料和其他變色材料。
　　1.2.1 光致變色纖維材料
　　光致變色材料分有機(jī)類和無(wú)機(jī)類兩種。有機(jī)類有螺吡喃衍生物、偶氮苯類衍生物等。該類變色材料的優(yōu)點(diǎn)是：光發(fā)色和消色塊，但熱穩(wěn)定性及抗氧化性差，耐疲勞性低，且受環(huán)境影響大。無(wú)機(jī)類有摻雜單晶的SrTiO3，能光致變色，它克服了有機(jī)光致變色材料熱穩(wěn)定抗氧性差，耐疲勞性低的缺點(diǎn)，且不受環(huán)境影響。但無(wú)機(jī)光致變色材料發(fā)色和消色較慢、粒徑較大。光致變色纖維是將光致變色材料和高聚物共混通過(guò)溶液紡絲、共混紡絲或復(fù)合紡絲技術(shù)制得的纖維。
　　而光致變色纖維是在太陽(yáng)光或紫外光等的照射下顏色會(huì)發(fā)生變化的纖維，當(dāng)光線消失之后又會(huì)可逆地變回原來(lái)的顏色。自從1899年發(fā)現(xiàn)某些固體和液體的化合物有光敏性能以來(lái)，各種光敏材料的研究就引起了人們極大的興趣。日本首先開發(fā)出光致變色復(fù)合纖維，并以此為基礎(chǔ)制得了各種光敏纖維制品，如繡花絲絨、針織紗、機(jī)織紗等，用于裝飾皮革、運(yùn)動(dòng)鞋、毛衣等，受到人們的廣泛喜愛。
　　光致變色纖維材料這方面有不少例子，比如腈綸織物采用帶有變色分子的陽(yáng)離子染料進(jìn)行染整加工后，其在不同的光源下發(fā)生變色 ,故稱變色針織物。勻染劑、酸劑對(duì)變色效果有一定的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用1227勻染劑和冰醋酸 ,織物的變色效果最佳。變色腈綸針織物烘干前必須進(jìn)行開幅整理 ,烘干溫度應(yīng)在 98℃～100℃。由這種方法制備的纖維、織物在不同的光的波長(zhǎng)下有不同的色調(diào)，都屬于光致變色纖維織物。還有就是日本某公司將吸收350nm～400nm波長(zhǎng)紫外線后由無(wú)色變?yōu)闇\藍(lán)色或深藍(lán)色的螺呋喃類光敏物質(zhì)包裹在微膠囊中，用于印花工藝制成光敏變色織物。微膠囊化可以提高光敏劑的抗氧化能力，從而延長(zhǎng)使用壽命。采用這種技術(shù)生產(chǎn)的光敏變色T恤已經(jīng)于1989年供應(yīng)市場(chǎng)，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也有類似的產(chǎn)品銷售。
　　1.2.2 熱敏變色纖維
　　熱敏變色纖維是指隨溫度變化顏色發(fā)生變化的纖維。獲得熱敏變色纖維的方法除了將熱敏變色劑充填到纖維內(nèi)部外，還可將含熱敏變色微膠囊的氯乙烯聚合物溶液涂于纖維表面，并經(jīng)熱處理使溶液成凝膠狀來(lái)獲得可逆的熱敏變色功效。
　　例如，1988年?yáng)|麗公司開發(fā)了一種溫度敏感織物Sway，這種織物是將熱敏染料密封在直徑3～4m的膠囊內(nèi)，然后涂層在織物表面。這種玻璃基材的微膠囊內(nèi)包含了三種主要成分：熱敏變色性色素；與色素結(jié)合能顯現(xiàn)另一種顏色的顯色劑；在某一溫度下能使相結(jié)合的色素和顯色劑分離并能溶解色素或顯色劑的醇類消色劑。調(diào)整3者組成比例就可以得到顏色隨溫度變化的微膠囊，而且這種變化是可逆的。它的基色有4種，但可以組合成64種不同的顏色