热敏染料（Thermochromic Dyes）是一类能够对温度变化产生可逆或不可逆颜色反应的有机化合物，广泛应用于热敏纸张、温控标签、智能包装、纺织品印刷及安全标识等领域。它们以对温度刺激的敏感性而著称，通过分子结构的可变性，在外界温度升高或降低时展现出颜色的变化或显色—消色过程。

一、基本定义与分类

热敏染料是指在特定温度阈值上下，发生光学吸收特性的变化，从而表现出颜色变化的染料。依据其变色机制和可逆性，热敏染料可分为以下两类：

• 可逆热敏染料：在温度升高后变色，冷却后可恢复原色，通常用于多次响应场景；

• 不可逆热敏染料：在加热过程中发生 性结构变化，颜色不可恢复，用于一次性温度指示或记录。

二、常见化学结构类型

热敏染料的色变行为通常与其分子结构中某些特定官能团的构象变化相关。几种常见结构包括：

1. 荧烷类染料（Fluorans）：

   • 代表性结构，色变响应灵敏；

   • 多与显色剂（如弱酸）配合使用。

2. 螺吡喃类染料（Spiropyrans）：

   • 在热、光等刺激下可实现开环与闭环结构的可逆转换；

   • 色彩鲜明且变化显著。

3. 液晶类热敏染料：

   • 通过液晶取向变化导致光的干涉色变；

   • 常用于 温度测量产品。

4. 金属络合物染料：

   • 通过金属—配体键的热响应变化呈现不同颜色；

   • 色彩丰富但稳定性相对较低。

三、物理与热学性质

• 变色温度范围：常见热敏染料的变色点通常在－10°C到90°C之间，通过分子改性可以调整；

• 显色/消色响应时间：一般在几秒至几十秒之间；

• 热稳定性：多种热敏染料对光、热和氧的稳定性有限，需避光避热保存；

• 颜色表现：可设计成红、黄、蓝、绿、紫、黑等多种显色组合，部分材料具有渐变特性。