功能染料的開發(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）無機熱變色染/顏料

變色機理：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用不多。 

2）有機熱變色染/顏料

變色機理：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；

應用情況：溫度敏感性高、顏色濃艷，是變色紡織品加工中應用的主要染料。 

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。

變色機理：

膽甾型液晶具有螺旋體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)會隨溫度發(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，液晶本身的光學各向異性也會產(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結(jié)構(gòu)無關(guān)，耐光穩(wěn)定性好。

液晶染料的應用

液晶對纖維無親和力，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)定性和便于應用，液晶常制成微膠囊應用。為增加色強度，常與 染 / 顏料混合使用， 但染/顏料須經(jīng)選擇。

應用舉例：

分子重排變色物質(zhì)

有機熱變色染/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以上溫度（≥150℃），難以應用于紡織品。常用的是分子重排變色類的染/顏料，如結(jié)晶紫內(nèi)酯。

應用實例：

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，發(fā)生開環(huán)顯色。

利用該性質(zhì)，可以設計不同的變色誘因，獲得對各種外界因素敏感的變色產(chǎn)品。如壓敏（無碳復寫紙）、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）價鍵變化；

    5）氧化還原反應；

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

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、離子感應變色

其他功能變色染料：

1. 近紅外吸收染料

對紅外線主要是近紅外線有較強吸收的染料。它們也有特定的電子共軛體系，但吸收的不是可見光，而是波長更大的紅外光。有的無色，有的有色。應用領(lǐng)域：

    1）軍事測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）軍事防護用隱身材料。

   在紡織品上的應用正在開發(fā)中。

在紡織品上的應用：

    1）太陽能轉(zhuǎn)換和儲存；

    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/顏料的應用

問題

偽裝器材被用來隱蔽地面戰(zhàn)斗人員、技術(shù)兵器和各種軍事設施已有漫長的歷史，近數(shù)十年來更是得到了空前的發(fā)展。目前，美、英、法、俄等大國都十分重視偽裝技術(shù)的應用。通過巧妙的偽裝，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，隨著現(xiàn)代軍事探測手段的進步，戰(zhàn)斗人員和軍事目標要成功地避開敵方的偵察變得越來越難。 

原因

軍事探測手段已經(jīng)從最初的可見光拓展進入了近紅外、中遠紅外直至微波波段的廣闊波段范圍，要對付這些偵察手段，必須針對所有相關(guān)波段實施防范。由于不同探測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)簡單“復合”，又常常碰到互不兼容的難題。要在同一目標上實現(xiàn)全面的防范，難度很高。

地面軍事探測技術(shù)和反探測技術(shù)的演變

1.   可見光輻照下的探測 

—— 針對性的偽裝為迷彩偽裝器材。

以在可見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（夜視儀)

—— 針對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 700 – 1200nm 波段的近紅外輻射特性與環(huán)境一致。       

3. 中遠紅外探測（熱象儀）

—— 針對性的偽裝為熱紅外隱身器材。

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

▲中遠紅外探測的偽裝原理

針對中遠紅外探測的偽裝原理與反近紅外探測偽裝是不同的，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 

(戰(zhàn)場監(jiān)視雷達和目標定位雷達)

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

可見光偽裝的成熟技術(shù)是三色或四色迷彩的應用，通過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：主動和被動探測技術(shù)

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

被動探測法不依賴任何主動的輻射，只檢測目標物對環(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。無論主動還是被動，反近紅外偽裝的原理是相同的。 

可見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)鍵在于選擇對紅外線有特殊反射特性的染料/顏料，使花紋對可見光以及紅外探測的反射率與周圍環(huán)境一致。

技術(shù)關(guān)鍵是適用染/顏料的選擇或合成*。需應用紅外光譜儀對自然環(huán)境中基本物質(zhì)的近紅外反射特性進行系統(tǒng)測試，繪制標準反射圖譜作為染/顏料選擇和試樣反紅外探測性能評價的基本指標 *。

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

另一個必須考慮的問題是這些著色物的牢度，一般要求偽裝色的日曬牢度達6級，水洗牢度達4-5級。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主色染/顏料在可見光條件下的色光進行調(diào)整以與環(huán)境色調(diào)一致的調(diào)整色染/顏料。

通常是對紅外輻射具有強烈吸收作用或吸收曲線平緩的黃、橙、紅等染料/顏料

應用方法

    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：

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

2.特點：

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

3. 應用領(lǐng)域

1）熒光染料，高科技領(lǐng)域如材料傷痕檢測、激光器、太陽能收集器、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色透明樹脂中的固體溶液粉碎研磨而成。主要應用于油漆、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、太陽能

  6、發(fā)光材料

  7、激光輻射

來源：染整故事   印染學習與交流 編輯整理