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一些稳定性对温度非常敏感的物品或产品需要在低温下储存或运输,如大部分疫苗、生物制品、生物活性样品和一部分药品等,以及鲜奶、奶制品、鲜肉、鲜鱼等。长期以来,标注有效期或保鲜期是保证这些热敏感物品/产品,特别是药品或食品安全使用的主要方法。但是,这种方法无法反映这些热敏感物品/产品是否在超过安全储运温度下暴露过长的时间。采用简单廉价的方法准确指示各种热敏感物品是否在储存或运输过程中因为累计受热过量而变质、失效或失活,可以更好地保证其使用安全和效果。目前比较成熟并已商品化的监测技术和产品主要有三类:聚合物型、酶型和扩散型。这些技术的基本原理是利用一个对温度亦即对受热量敏感的物理、化学或生物变化过程来计量待监测物品在特定时间内的累计受热量。当待监测物品累计受热量超过设定的阈值时,这个过程将显现一个易于观测的变化,如颜色的变化。但是这些产品在实际应用中遇到各种各样的局限性。本文提出利用染料升华这一物理过程来计量需低温储运的热敏感物品在储运过程中的累计受热量,即选择一种升华焓与表征待监测物品热稳定性能的表观活化能接近的染料,利用染料的升华来计量待监测物品的累计受热量,利用染料升华转移被吸附后导致的吸附层颜色的变化示警热敏感物品受热过度。 本研究基于上述原理设计了热敏标签的结构,标签的功能部件由两部分组成,可以在常温下保存,使用时合二为一。标签工作过程中,染料吸收热量升华,升华的染料被一个不可逆吸附过程转移。染料升华转移的量与其吸收的热量成正比,可以计量待监测物品的累计受热量,而吸附层吸附染料后的颜色深度取决于吸附染料的量,后者取决于染料的累计受热量。最终,染料吸附层的颜色深度变化可以准确反映待测物品的累计受热量,从而实现对需低温储运的热敏感物品累计受热历史的准确记录。进一步根据标签的工作原理,建立了标签工作的数学模型,为研究影响标签工作性能的各种因素提供了理论基础。从蓝油烃出发合成了各种衍生物,蓝油烃及合成的各种衍生物都具有较深的颜色并具有一定的挥发性质,能满足本论文标签原理的要求。随后,以这些材料制作热敏标签,对标签的热响应性能进行了系统测试,对影响标签热响应性能的结构参数和工艺参数进行了系统的考查。结果表明,依据本论文的原理制作的热敏标签在成本、热响应性能、使用便利性等各方面都要优于国外现有产品。