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構的、在受到光、熱、水分或輻射等外界條件刺激后可以自動改變顏色的纖維。變色纖維目前主要品種有光致變色和溫致變色兩種。前者指某些物質在一定波長的光線照射下可以產生變色現象，而在另外一種波長的光線照射下(或熱的作用)，又會發生可逆變化回到原來的顏色；后者則是指通過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，而使纖維產生相應的色彩變化，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。其實早在1989年，W．MARCKWALD 就首次發現了某些固體或液體化合物具有光致變色的性質，具有光敏變色特性的物質通常是一些具有異構體的有機物，如萘吡喃、螺呃嗪和降冰片烯衍生物等。這些化學物質因光的作用發生與兩種化合物相對應的鍵合方式或電子狀態的變化，可逆地出現吸收光譜不同的兩種狀態即可逆的顯色、退色和變色。
最早的應用實例是在越南戰爭時期，美國的CYANAMIDE公司為滿足美軍對作戰服裝的要求而開發的一種可以吸收光線后顏色改變的織物。而我國的東華大學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。這種纖維經過紫外線的照射后能迅速地由無色變為藍色，光照停止后又可以迅速變為無色，并且具有良好的耐洗性能和一定的光照耐久性。相應的產品還有日本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年就供應市場了。美國的CLEMSON大學和GEOR—GIA理工學院等幾所大學最近已經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實現自動控制。在民用領域，光敏變色纖維主要運用于娛樂服裝、安全服和裝飾品以及防偽標識上。
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， 這是因為光的參與可使顏色效果更佳。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．這種織物可用來制作服裝和室內裝飾等等。
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類和無機類兩種。有機類有螺吡喃衍生物、偶氮苯類衍生物等。該類變色材料的優點是：光發色和消色塊，但熱穩定性及抗氧化性差，耐疲勞性低，且受環境影響大。無機類有摻雜單晶的SrTiO3，能光致變色，它克服了有機光致變色材料熱穩定抗氧性差，耐疲勞性低的缺點，且不受環境影響。但無機光致變色材料發色和消色較慢、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溶液紡絲、共混紡絲或復合紡絲技術制得的纖維。
而光致變色纖維是在太陽光或紫外光等的照射下顏色會發生變化的纖維，當光線消失之后又會可逆地變回原來的顏色。自從1899年發現某些固體和液體的化合物有光敏性能以來，各種光敏材料的研究就引起了人們極大的興趣。日本首先開發出光致變色復合纖維，并以此為基礎制得了各種光敏纖維制品，如繡花絲絨、針織紗、機織紗等，用于裝飾皮革、運動鞋、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離子染料進行染整加工后，其在不同的光源下發生變色 ,故稱變色針織物。勻染劑、酸劑對變色效果有一定的影響。實驗結果表明：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行開幅整理 ,烘干溫度應在 98℃～100℃。由這種方法制備的纖維、織物在不同的光的波長下有不同的色調，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波長紫外線后由無色變為淺藍色或深藍色的螺呋喃類光敏物質包裹在微膠囊中，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，從而延長使用壽命。采用這種技術生產的光敏變色T恤已經于1989年供應市場，近年來，國內也有類似的產品銷售。
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，并經熱處理使溶液成凝膠狀來獲得可逆的熱敏變色功效。
例如，1988年東麗公司開發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，然后涂層在織物表面。這種玻璃基材的微膠囊內包含了三種主要成分：熱敏變色性色素；與色素結合能顯現另一種顏色的顯色劑；在某一溫度下能使相結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 |