光致变色化合物由于具有在太阳光(UV-Vis光源)下发生灵敏、可逆的颜色变化,并且通过变色反应呈现出鲜艳颜色的特点,可以赋予纺织品和服装色彩和花型多变的效果。此外,由于这些特性,光致变色化合物在功能纺织品、服饰、装饰材料、防伪材料及光学镜片领域也具有潜在的应用前景。光致变色化合物在特定波长范围光的辐照下发生变色反应通常能够快速改变吸收光谱并且呈现出较鲜艳的颜色,现有的色谱范围包括黄、红、蓝、天空蓝和橙黄,通过配色可以获得较宽的色谱范围。光致变色化合物容易受到染整加工和使用环境中p H值、光照、温度、溶剂和氧化作用的影响而导致其发生不可逆的变色反应失去可逆的变色能力和耐疲劳度变差的问题。通过微胶囊化的方法,或染整加工中添加含有受阻胺光稳定剂、抗氧化剂或紫外线吸收剂的方式可以显著提高光致变色化合物的耐用性能。然而,受阻胺光稳定剂属于一种碱性自由基捕获剂,与酸性基质或添加剂之间表现出对抗,酸性环境会使其性能受到影响,而且存在易挥发、喷霜、迁移和抽出等弊端。因此,对光致变色化合物微胶囊化的方法是其抵抗染整加工及外界环境因素影响的主要方法之一,同时利用双层壁壳结构改变芯材所接受的光学作用强弱进一步提高光致变色化合物的耐疲劳度,并避免失去可逆的变色能力发挥着重要意义。外层壁壳兼具能将光致变色微胶囊通过共价交联结合到棉织物上的功能基团,这对于光致变色微胶囊在织物上的应用提供了新的途径,在新型功能纺织品开发中发挥着重要的作用。研究了直接影响光致变色微胶囊粒径及分布的分散剂种类和用量、芯壁质量比、均化速度和搅拌速度及合成温度等因素对聚氨酯微胶囊的粒径及其分布的影响。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、辐照前后吸收光谱变化及吸光度等表征手段研究了单/双层壁壳结构对光致变色化合物的密封性和光学作用机理的改变以及微胶囊的光致变色性能。此外,探讨了微胶囊的光响应变色和褪色过程,单/双壳微胶囊化对增强耐疲劳度及可逆变色性能的作用。利用共价交联原理将该双壳聚氨酯-壳聚糖光致变色微胶囊通过涂层法结合到棉织物上。探讨了柠檬酸浓度与微胶囊浓度对微胶囊共价结合棉织物颜色性能的影响。研究了微胶囊与棉织物之间形成的共价结合的水洗牢度及热稳定性。将双壳微胶囊及其配色的微胶囊用于户外服装的太阳光辐照强度指示标识具有实时并快速反应户外紫外线强度的功能并兼具装饰性。以聚氨酯为壁材、偶氮光致变色化合物分散于乙酸丁酯中作为囊芯,采用原位聚合法制备了聚氨酯包覆光致变色化合物的微胶囊,微胶囊的平均粒径为约714 nm。考察了分散剂种类及用量、芯壁质量比、均化速度和搅拌速度以及合成温度对聚氨酯微胶囊粒径的影响。与Tween80、OP-10、PVC相比,平平加O乳化剂更适合用于聚氨酯微胶囊的制备,且当平平加O用量从5%增加到1 5%时,微胶囊的平均粒径从0.6171um降低到0.5236um。随着芯壁质量比从1:1减小到1:8,聚氨酯微胶囊的平均粒径从0.4731um增大到0.7147um。随着均化速度及搅拌速度的增大,微胶囊平均粒径与速度成反比。预聚温度20~60℃,扩链温度90~100℃对聚合反应的正常进行和微胶囊粒径的减小趋势趋于平缓稳定是比较合适的。为了比较和分析偶氮光致变色化合物在聚氨酯包覆前后的光致变色性能,将光致变色化合物的乙醇溶液和聚氨酯光致变色微胶囊分散液的光致变色性能和耐疲劳度进行比较。与偶氮化合物的乙醇溶液相比,聚氨酯微胶囊使得变色过程减慢了12 s,然而聚氨酯微胶囊使得偶氮光致变色化合物的吸光度增加了29.7%。在聚氨酯微胶囊和乙醇中,光异构体的吸光度分别于60 s和14 s减少到其初始值和稳态值的50%,而且聚氨酯微胶囊在褪色过程的最后,其颜色深度更高。偶氮化合物在乙醇和聚氨酯微胶囊中的半衰期的为135 min和280 min。偶氮光致变色化合物的可逆变色次数为17次,提高到聚氨酯光致变色微胶囊的29次。聚氨酯光致变色微胶囊与未包覆的偶氮光致变色化合物相比,表现出提高抗疲劳度及可逆变色次数的优势。通过原位聚合法制备微米级具有良好的致密性的双壳聚氨酯-壳聚糖光致变色微胶囊。研究了偶氮光致变色化合物和双壳聚氨酯-壳聚糖光致变色微胶囊的光致变色和褪色过程。FTIR测试及透射电镜分析证明壳聚糖-戊二醛共聚物间形成亚胺基并且与聚氨酯光致变色微胶囊结合在一起。微胶囊呈现近圆形形貌的双层核壳结构,粒径尺寸为约1.2μm。偶氮光致变色化合物的半衰期从135 min增加到双壳聚氨酯-壳聚糖微胶囊中的340 min。双壳聚氨酯-壳聚糖光致变色微胶囊的光响应可逆变色性能可以没有明显的疲劳效应或者光褪色现象而重复多次,直到第36次紫外-可见光辐照时吸光度才开始减少。与偶氮光致变色化合物的乙醇溶液相比,聚氨酯-壳聚糖微胶囊使变色过程减缓了14 s,而吸光度增加了17.15%。在褪色过程中,偶氮化合物在褪色过程中的20 s内吸光度从0.3486降低到最小吸光度0.1738,而在双壳聚氨酯-壳聚糖微胶囊中是在55 s内吸光度从0.4084降低到0.2625。用涂层法通过交联反应将双壳聚氨酯-壳聚糖光致变色微胶囊共价结合到棉织物上。FTIR表明棉织物的羟基和壳聚糖壁壳的氨基之间通过柠檬酸形成了酰胺基和酯基。微胶囊共价交联棉织物的表面形貌表明双壳聚氨酯-壳聚糖微胶囊较均匀的结合在棉织物上。探讨了影响共价交联效果的因素如柠檬酸浓度和壳聚糖浓度。与5wt%柠檬酸处理棉织物的K/S值相比,9wt%柠檬酸处理棉织物的K/S值提高了157.0%。用8wt%浓度的微胶囊处理棉织物的颜色性能提高了44.72%。微胶囊处理的棉织物在经过了50次水洗后的K/S值仅降低了8.55%,表面形貌与初始样品几乎保持一致,共价交联的牢度良好。此外,微胶囊与棉织物之间的共价交联还具有优良的热稳定性。采用9%柠檬酸和8%双壳聚氨酯-壳聚糖微胶囊浓度处理棉织物可获得鲜艳而均匀的颜色。为了获得较宽的色谱范围,将双壳聚氨酯-壳聚糖光致变色微胶囊根据2-(4’-N,N-二甲胺基苯偶氮基)蒽醌黄色/红色/蓝色双壳微胶囊的质量比例调配出多种颜色来满足多色谱双壳微胶囊在纺织品服装上的应用。黄色双壳微胶囊中增加红色双壳微胶囊的比例进行配色和红色双壳光致变色微胶囊中添加蓝色双壳微胶囊的比例进行配色的两个色系的双壳微胶囊共价结合处理的棉织物在不同辐照强度下具有明显的吸光度和颜色特征值变化,颜色变化辨识度高,颜色较深、鲜艳。采用双壳微胶囊及其配色微胶囊设计处理的户外服装防晒指示标识具有响应速度快,在不同辐照强度下响应变色颜色变化明显的特征,达到显示太阳光中紫外线强度并预警的效果。