Page 72 - 《精细化工》2020年第5期

·922· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

的表面出现破口，说明壁材的用量不足以将芯材完 照时间对微胶囊颜色的影响，用测色仪测试微胶囊
全包覆。当芯壁质量比为 5∶1 时，大部分的微胶囊 粉末的颜色性能。螺吡喃光致变色材料在显色后，
都有开口，已经不能包覆成微胶囊，因此，当芯壁 吸收光谱中会出现吸收峰，如图 5 所示。
质量比为 2∶1 时，微胶囊包覆效果较好。
2.3 微胶囊的颜色性能
螺吡喃光致变色材料本身不变色，需要和溶剂
一起才能变色，如图 4 所示。图 4a 为光致变色原材
料在没有溶剂时，经过紫外光照不发生变色，如图
4c 所示；图 4b 为包覆微胶囊后，由于微胶囊中含
有光变材料和溶剂，经过紫外光照后，微胶囊发生
变色，如图 4d 所示。

图 5 微胶囊不同光照时间的 K/S 曲线
Fig. 5 K/S curves of microcapsules with different UV
illumination time

光致变色微胶囊在经紫外光照后，在 550 nm 左

右出现吸收峰，微胶囊也在宏观上呈现粉色，随着
a—原材料；b—微胶囊；c—光照后的原材料；d—光照后的微胶囊 光照时间的增加，吸收峰逐渐增强，颜色越来越深。
图 4 原材料和微胶囊的变色图片 当光照时间达到 16 s 后，吸收峰变化开始逐渐变小，
Fig. 4 Discoloration pictures of raw material and prepared
microcapsules 随着时间继续增加，最大吸收峰处 K/S 值开始上下
波动，色差变化程度变小，如表 2 所示。此时，微
将不同芯壁质量比的微胶囊用紫外光照相同时
胶囊的颜色与变色前的色差为 ΔE CMC =21.59，因此
间，对比宏观下的颜色，如表 1 所示。
完全变色时间为 16 s。
表 1 不同芯壁质量比微胶囊的颜色性能
Table 1 Color performance of microcapsules with different 表 2 微胶囊不同光照时间色差值
core-shell mass ratio Table 2 ΔE CMC of microcapsules with different UV illumination
time
颜色 芯壁质量比
样品 光照时间/s ΔE CMC
参数 1∶1 2∶1 3∶1 4∶1 5∶1
0 0.00
图片 2 4.39
光致变色 4 10.71
微胶囊 R/G 1.64 1.65 1.65 1.22 1.22 6 13.45
R/B 1.35 1.29 1.24 1.11 1.12 8 14.82

螺吡喃光致变色材料经过紫外线照射后，会发 10 17.82
12 18.98
生螺碳-氧键的断裂开环，形成一个共平面的部花青
14 20.79
结构，从而宏观上表现出颜色变化 [16] 。从表 1 中可
16 21.59
以看出，当芯壁质量比为 1∶1 和 2∶1 时，微胶囊
18 21.87
经过紫外光照后都呈现出较明显的颜色变化。芯壁
20 22.11
质量比达到 3∶1 时，经紫外光照后微胶囊颜色比芯 22 21.74
壁比为 1∶1 和 2∶1 的稍浅，结合图 3 可知，此时
的微胶囊表面已经有很多凹陷，影响了光致变色材 2.4 微胶囊的密封性能及耐疲劳性
料的显色。当芯壁质量比为 4∶1 和 5∶1 时，经紫 用 SEM 观察芯壁比为 2∶1 的光致变色微胶囊，
外光照后的微胶囊颜色已经很浅，这是因为此时破 如图 6a 所示，微胶囊表面光滑，结构紧密无缝隙。
碎的微胶囊没有将光致材料和正辛烷包覆在内，光 将光致变色材料溶于正辛烷中，分别测试其在
致变色材料没有正辛烷溶剂来显色，只有少数微胶 紫外光照前和紫外光照后的吸光度。再将合成的微
囊包覆完整，因此呈现出较浅的颜色。 胶囊用正辛烷洗涤，测试洗涤液在紫外光照前后的
选择芯壁质量比为 2∶1 的微胶囊测试紫外光 吸光度，如图 6b 和图 6c 所示。螺吡喃类光致变色