Page 68 - 《精细化工》2021年第4期

第 38 卷第 4 期 精 细 化 工 Vol.38, No.4
202 1 年 4 月 FINE CHEMICALS Apr. 2021

综论
热致变色聚合物研究进展

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王彬彬，徐慧妍，杨帅军 ，聂 永，李 良，蒋绪川
（济南大学 智能材料与工程研究院，山东 济南 250022）

摘要：热致变色聚合物具有成本低、易制备、易加工、易修饰、稳定性好等优势，已被应用到温度传感、智能
窗、变色涂料、显示器、智能纺织品、防伪等多个领域。根据热致变色机理，总结了共轭聚合物、超分子聚合
物、凝胶、光子晶体和液晶聚合物的最新研究进展，并对其变色机理及应用进行了概述及分类归纳。最后，提
出了目前热致变色聚合物在应用中还存在的问题，并对未来该领域的研究方向作了展望。
关键词：热致变色；聚合物；刺激响应材料；智能窗；凝胶；光子晶体
中图分类号：TQ317；TB381 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 04-0702-10

Research progress on thermochromic polymers

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WANG Binbin, XU Huiyan, YANG Shuaijun , NIE Yong, LI Liang, JIANG Xuchuan
（Institute for Smart Materials & Engineering, University of Jinan, Jinan 250022, Shandong, China）
Abstract: Thermochromic polymers have been applied to temperature sensors, smart windows, color-
changing paints, displays, smart textiles and anti-counterfeiting and other fields due to their advantages of
low cost, easy preparation, easy processing, easy modification and good stability, etc. The latest research
progress on thermochromic polymers such as conjugated polymers, supramolecular polymers, gels,
photonic crystals, and liquid crystal polymers is reviewed based on the thermochromic mechanism.
Different thermochromic mechanisms and potential applications are summarized and discussed. Finally, the
existing problems in the application of thermochromic polymers are pointed out, and the future research
directions in this field are prospected.
Key words: thermochromism; polymers; stimuli-responsive materials; smart windows; gels; photonic crystals

热致变色是指物质的颜色随外界温度的变化而 热致变色材料一般需具有两个或两个以上的
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[1]
变化的现象 。早在 1871 年，HOUSTON 就观察 态，且每种态与可见光的作用不同。热致变色材料
到 CuI 的热致变色现象，引起科学家们的浓厚兴趣。 通过态的变化来改变对可见光的吸收、反射、发射
1963 年和 1968 年，DAY [3-4] 分别综述了各类有机和 或散射（图 1），进而改变自身颜色 [10] 。其中，变色
无机热致变色材料的研究进展，但很少有实际应用 是广义的，既包括物质表观的颜色变化（可见光的
的报道。过去几十年，热致变色材料有了巨大的发 吸收或反射），也包括透明度的变化（可见光的散
展，已被应用到多个领域，正逐步进入到人们的生 射）、近红外光谱的变化（近红外光的吸收或反射）
活中，例如：变色标签、智能窗、变色涂料、防伪 和发光颜色的变化（可见光的发射）。透明度的变化
标志、智能纺织、温度传感器以及医学热成像诊断 又称为向热效应，是热致变色的一个亚类。热致变
等 [5-9] ，尤其在智能窗领域，由于其不需要额外耗能 色分为可逆变色和不可逆变色，具有各自的用途，
即可达到自动调节室内温度的效果，符合节能减排 例如：可逆的热致变色材料可用于实时监测仪器温
需求，具有巨大的应用前景。 度，不可逆的热致变色材料可用来监测食品或药品

收稿日期：2020-09-21; 定用日期：2020-11-06; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200882
基金项目：国家自然科学基金青年项目（21805045）；济南大学科技计划项目（XKY2067）；山东莘纳智能新材料有限公司资助项目
作者简介：王彬彬（1995—），男，硕士生，E-mail: 201821100094@mail.ujn.edu.cn。联系人：杨帅军（1983—），男，讲师，E-mail:
ism_yangsj@ujn.edu.cn；蒋绪川（1969—），男，教授，E-mail: ism_jiangxc@ujn.edu.cn。