【溫(wen)變油(you)墨(mo)】溫(wen)變油(you)墨(mo)原理 溫(wen)變油(you)墨(mo)種類有哪些
熱致變色(se)油(you)墨又稱溫變油(you)墨、示溫油(you)墨、熱敏油(you)墨。它可(ke)以(yi)隨環境溫度的(de)變化而迅速改(gai)變顏色(se),從而使被著色(se)物體具(ju)有動(dong)態變化的(de)色(se)彩效果。
熱敏(min)(溫(wen)(wen)變(bian))油(you)(you)墨的(de)變(bian)色(se)原(yuan)理(li):熱敏(min)(溫(wen)(wen)變(bian))油(you)(you)墨是指在(zai)溫(wen)(wen)度變(bian)化(升溫(wen)(wen)或降溫(wen)(wen))時,所印(yin)刷的(de)圖文信息能夠根據不同的(de)溫(wen)(wen)度而表(biao)現出不同顏色(se)效果的(de)油(you)(you)墨。
熱(re)敏油墨的(de)(de)(de)主(zhu)要組分是(shi)變色(se)顏料、填(tian)料和(he)連(lian)結料。其變色(se)功能主(zhu)要取決于變色(se)顏料,顏料加熱(re)前后出(chu)現的(de)(de)(de)顏色(se)變化截(jie)然不同,并以此作(zuo)為判斷票(piao)證真偽(wei)的(de)(de)(de)依據(ju)。
眾所周知,顏料受(shou)熱發生顏色變化(hua)的品(pin)種不(bu)勝枚舉,但作為熱敏(min)油(you)墨的顏料必須具備下列條件:
1 )對熱作用要敏感(gan),在常溫下有(you)固定(ding)明顯的(de)顏(yan)色(se),且達到預(yu)定(ding)溫度時變色(se)迅速;
2 )有明(ming)顯的變色(se)界限,即(ji)變色(se)溫度區(qu)間要窄,變色(se)前后色(se)差 要大;
3 )受(shou)外界環境影(ying)響要(yao)小(xiao),在光(guang)照(zhao)、潮(chao)濕氣(qi)候條件下(xia)性(xing)能(neng)穩定,不(bu)(bu)分解、不(bu)(bu)退(tui)色;
4)印(yin)刷性能(neng)(neng)好,如顏色、著色力(li)、迅速干燥(zao)能(neng)(neng)力(li)、遮(zhe)蓋力(li)、耐光、耐熱、耐酸、耐堿(jian)、不滲印(yin)等(deng);
5)檢驗(yan)方便(bian),對于熱致變(bian)色防偽標識,檢驗(yan)時需要熱源,常見的有(you)打火(huo)機(ji)、火(huo)柴、手溫、摩擦(ca)等, 因而變(bian)色溫度要選擇合適。
熱敏性油墨的兩個有代表性的例子是液晶和白染料性熱敏油墨。熱敏性油墨比較常用的是液晶型的,目前液晶被應用在很多產品上,包括魚缸里的溫度計、壓力測試計、體溫計。但是液晶型的油墨生產(chan)(chan)很難控制(zhi),而(er)且(qie)還(huan)要(yao)求(qiu)很高的(de)(de)(de)專業操手。我們來看一(yi)(yi)(yi)下(xia)另外一(yi)(yi)(yi)種熱(re)敏(min)(min)(min)性(xing)(xing)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)—白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)性(xing)(xing)熱(re)敏(min)(min)(min)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)。白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)性(xing)(xing)熱(re)敏(min)(min)(min)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)由于改(gai)(gai)變(bian)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)顏(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)方式(shi)很獨特(te)(te),它(ta)們的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)也(ye)很廣(guang)泛(fan),其中(zhong)有安全印(yin)刷(shua),新型圖文標(biao)簽(qian)(qian)、產(chan)(chan)品商(shang)標(biao)、專用(yong)廣(guang)告以及(ji)紡織品。另外它(ta)還(huan)有很多別(bie)的(de)(de)(de)用(yong)途(tu),例如(ru)用(yong)在(zai)一(yi)(yi)(yi)些特(te)(te)殊(shu)功能印(yin)刷(shua)上。當糖(tang)漿被加(jia)(jia)熱(re)到一(yi)(yi)(yi)定溫度(du)(du)時,糖(tang)漿的(de)(de)(de)標(biao)簽(qian)(qian)就(jiu)(jiu)會有特(te)(te)殊(shu)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)。白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)性(xing)(xing)熱(re)敏(min)(min)(min)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)在(zai)正常(chang)溫度(du)(du)下(xia),它(ta)顯現(xian)的(de)(de)(de)是(shi)一(yi)(yi)(yi)種顏(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se),當被加(jia)(jia)熱(re)以后,它(ta)就(jiu)(jiu)會變(bian)成無(wu)色(se)(se)(se)。3~6 ℃改(gai)(gai)變(bian)就(jiu)(jiu)會產(chan)(chan)生一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)顏(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)變(bian)化(hua),這樣白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)就(jiu)(jiu)適合了一(yi)(yi)(yi)些新的(de)(de)(de)項目以及(ji)不要(yao)求(qiu)顯示精確溫度(du)(du)變(bian)化(hua)數據的(de)(de)(de)產(chan)(chan)品。正是(shi)由于這個(ge)(ge)(ge)原因,液晶熱(re)敏(min)(min)(min)性(xing)(xing)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)而(er)不是(shi)白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)性(xing)(xing)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)被應(ying)用(yong)在(zai)溫度(du)(du)計(ji)生產(chan)(chan)中(zhong)。一(yi)(yi)(yi)些產(chan)(chan)品用(yong)白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)熱(re)敏(min)(min)(min)性(xing)(xing)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)印(yin)刷(shua)會從(cong)(cong)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)顏(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)變(bian)到另外一(yi)(yi)(yi)種顏(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se),而(er)不是(shi)從(cong)(cong)有色(se)(se)(se)過渡到無(wu)色(se)(se)(se),通(tong)常(chang)通(tong)過一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)由白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)性(xing)(xing)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)和不變(bian)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)組分組成的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)就(jiu)(jiu)可以達到這個(ge)(ge)(ge)要(yao)求(qiu)。例如(ru),油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)制(zhi)造商(shang)通(tong)過把一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)藍(lan)色(se)(se)(se)白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)性(xing)(xing)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)加(jia)(jia)入到黃色(se)(se)(se)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)中(zhong)就(jiu)(jiu)可以得到綠(lv)色(se)(se)(se)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)。在(zai)正常(chang)狀(zhuang)態(tai)下(xia),印(yin)刷(shua)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)表層是(shi)綠(lv)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de),而(er)當加(jia)(jia)熱(re)時,它(ta)就(jiu)(jiu)變(bian)為黃色(se)(se)(se)了,白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)組分則變(bian)成無(wu)色(se)(se)(se)了。白(bai)(bai)(bai)(bai)染(ran)料(liao)(liao)油(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)可以在(zai)不同溫度(du)(du)范(fan)圍(wei)內改(gai)(gai)變(bian)顏(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se),從(cong)(cong)-25~66 ℃,而(er)且(qie)它(ta)呈現(xian)顏(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)也(ye)很廣(guang)泛(fan)。
從熱力學角度,可將熱敏(min)(溫變)油墨分為(wei)不可逆和可逆2 類。
1 . 1 不可逆熱敏(溫變)油墨的變色原理
不可逆熱敏(min)(min)(溫(wen)(wen)(wen)變(bian))油墨(mo)(irreversible thermosensitiveink)是指(zhi)材(cai)料(liao)加熱至一定(ding)溫(wen)(wen)(wen)度(du),印(yin)(yin)刷的(de)(de)圖文顏(yan)色(se)發(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)化(hua),冷卻(que)后不能恢復(fu)到原色(se)的(de)(de)油墨(mo)。不可逆熱敏(min)(min)變(bian)色(se)顏(yan)料(liao)種類繁多,常用(yong)的(de)(de)有(you)(you)(you)鎘、鍶、鈷(gu)、鉛(qian)、鎳(nie)、鉻、鋅、鐵、鎂(mei)、鋇(bei)、鉬、錳等(deng)的(de)(de)硝酸(suan)(suan)鹽、硫(liu)酸(suan)(suan)鹽、磷酸(suan)(suan)鹽、氧化(hua)物、硫(liu)化(hua)物以(yi)及甲基紫、苯酚化(hua)合(he)(he)物等(deng)。其變(bian)色(se)原理主(zhu)要(yao)有(you)(you)(you):熱分(fen)解(jie)(jie)、氧化(hua)、熱升華、固相反應、熔融(rong)反應等(deng)。這些熱敏(min)(min)材(cai)料(liao)的(de)(de)變(bian)色(se)溫(wen)(wen)(wen)度(du)高(gao),且大部分(fen)含(han)有(you)(you)(you)重金(jin)屬元素,不符(fu)合(he)(he)HJ/T 370—2007《環(huan)境標志產品技術(shu)(shu)要(yao)求膠(jiao)印(yin)(yin)油墨(mo)》與HJ/T371 —2007《環(huan)境標志產品技術(shu)(shu)要(yao)求凹印(yin)(yin)油墨(mo)和柔印(yin)(yin)油墨(mo)》的(de)(de)環(huan)保標準,因此(ci),不適(shi)合(he)(he)作熱敏(min)(min)(溫(wen)(wen)(wen)變(bian))油墨(mo)的(de)(de)顏(yan)料(liao)。能用(yong)于熱敏(min)(min)(溫(wen)(wen)(wen)變(bian))油墨(mo)的(de)(de)顏(yan)料(liao)主(zhu)要(yao)是銨鹽、碳(tan)酸(suan)(suan)鹽、草酸(suan)(suan)鹽及含(han)有(you)(you)(you)易(yi)揮發(fa)的(de)(de)小分(fen)子配體(NH3,CO 和O2)的(de)(de)有(you)(you)(you)色(se)金(jin)屬配合(he)(he)物或可脫結(jie)晶水的(de)(de)熱敏(min)(min)無機材(cai)料(liao),其熱分(fen)解(jie)(jie)會生(sheng)(sheng)成新的(de)(de)有(you)(you)(you)色(se)物質,導致(zhi)顏(yan)色(se)發(fa)生(sheng)(sheng)改變(bian)。
1 . 2 可逆熱敏(溫變)油墨的變色原理
可(ke)逆(ni)(ni)(ni)熱(re)敏(溫(wen)(wen)(wen)變(bian))油墨(mo)(reversible thermosen-sitiveink)是指(zhi)材料(liao)加熱(re)到(dao)某一溫(wen)(wen)(wen)度時,印刷的(de)圖文顏(yan)(yan)色發生(sheng)明顯(xian)變(bian)化(產生(sheng)新的(de)顏(yan)(yan)色),而當(dang)溫(wen)(wen)(wen)度降至原始溫(wen)(wen)(wen)度時,又能恢復到(dao)原來顏(yan)(yan)色的(de)油墨(mo)。根據變(bian)色顏(yan)(yan) 料(liao)的(de)成分差異,可(ke)逆(ni)(ni)(ni)熱(re)敏(溫(wen)(wen)(wen)變(bian))油墨(mo)可(ke)分為(wei)無機可(ke)逆(ni)(ni)(ni)、有機可(ke)逆(ni)(ni)(ni)與液晶可(ke)逆(ni)(ni)(ni)3 種。
1.2.1 無機可逆熱敏油墨的變色原理
早期無機(ji)可(ke)(ke)逆(ni)熱(re)敏(min)變(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)材料多選用金(jin)屬和(he)金(jin)屬鹵(lu)化物(wu)(如(ru)Ag,Cu,Zn 及(ji)HgI,Pb2HgI4,Ti2HgI4等(deng))、金(jin)屬氧化物(wu)的(de)多晶體(如(ru)Fe2O3,PbO,HgO,VO2 等(deng))。適用于作低溫可(ke)(ke)逆(ni)熱(re)敏(min)變(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)顏(yan)(yan)料的(de)主要(yao)有銀、汞、銅的(de)碘化物(wu)、鉻合物(wu)及(ji)復鹽類等(deng)。引起無機(ji)可(ke)(ke)逆(ni)熱(re)敏(min)材料變(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)的(de)原(yuan)因主要(yao)有:晶型(xing)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian),如(ru)在溫度達344 K時,紅色(se)(se)(se)(se)CuHgI4 四方晶系變(bian)(bian)(bian)為黑(hei)色(se)(se)(se)(se)Cu2HgI4 立方晶系,即(ji)因晶型(xing)的(de)改(gai)變(bian)(bian)(bian)而發生了顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)的(de)變(bian)(bian)(bian)化;得(de)失結(jie)晶水,如(ru)在溫度達314 K 時,紅色(se)(se)(se)(se)CoCl2·6H2O失水后變(bian)(bian)(bian)為天藍色(se)(se)(se)(se)的(de)CoCl2,即(ji)是由于失水而導致的(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)變(bian)(bian)(bian)化;配位體幾何(he)構型(xing)變(bian)(bian)(bian)化,如(ru)在溫度達316 K時,【(C2H5)2NH2】2CuCl4的(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)在綠色(se)(se)(se)(se)和(he)黃色(se)(se)(se)(se)之間(jian)可(ke)(ke)逆(ni)變(bian)(bian)(bian)化,這主要(yao)是由于結(jie)構或配位數的(de)變(bian)(bian)(bian)化而引起的(de)。
1.2.2 有機可逆熱敏油墨的變色原理
有機可(ke)(ke)逆熱(re)(re)敏(min)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)顏(yan)料(liao)按組(zu)(zu)分(fen)可(ke)(ke)分(fen)為(wei)2 類:一(yi)(yi)類是由一(yi)(yi)種化(hua)(hua)合物(wu)受熱(re)(re)后發(fa)生組(zu)(zu)分(fen)或結構改變(bian)(bian)(bian)(bian)而導致(zhi)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se),為(wei)單(dan)一(yi)(yi)組(zu)(zu)分(fen)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)材料(liao),可(ke)(ke)直接作為(wei)熱(re)(re)敏(min)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)顏(yan)料(liao); 另一(yi)(yi)類為(wei)一(yi)(yi)些受熱(re)(re)時(shi)本身并不(bu)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)的(de)(de)化(hua)(hua)合物(wu),當它與其他合適(shi)的(de)(de)化(hua)(hua)合物(wu)混(hun)合后,發(fa)生化(hua)(hua)學反應(ying)而產生熱(re)(re)敏(min)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)現象,稱為(wei)多組(zu)(zu)分(fen)復配變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)顏(yan)料(liao)。有機可(ke)(ke)逆熱(re)(re)敏(min)顏(yan)料(liao)的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)機理為(wei):
1)電子轉移(得失)機理。
體系(xi)主要由發(fa)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)3 種(zhong)成(cheng)分組(zu)成(cheng)。發(fa)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)(ji)是(shi)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)材料(liao)中(zhong)的電(dian)子(zi)(zi)供體,向電(dian)子(zi)(zi)受體給出電(dian)子(zi)(zi),是(shi)熱(re)(re)(re)敏變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)基,決(jue)定(ding)(ding)復配(pei)物(wu)體系(xi)的顏色(se)(se)(se)(se)(se)(se),其(qi)本身不能(neng)直(zhi)接產生熱(re)(re)(re)敏 變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)現象。常用(yong)的發(fa)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)(ji)有結(jie)晶紫內酯、孔雀綠(lv)內酯、甲(jia)基紅等(deng)(deng)(deng)。顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)(ji)是(shi)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)材料(liao)中(zhong)的電(dian)子(zi)(zi)受體,是(shi)引(yin)起熱(re)(re)(re)敏變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)的有機化合(he)物(wu),是(shi)能(neng)否(fou)使材料(liao)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)及(ji)顏色(se)(se)(se)(se)(se)(se)變(bian)(bian)(bian)(bian)化深(shen)淺(qian)的決(jue)定(ding)(ding)因素,它接受發(fa)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)(ji)提供的電(dian) 子(zi)(zi)而產生顏色(se)(se)(se)(se)(se)(se)變(bian)(bian)(bian)(bian)化反應。常用(yong)的顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)(ji)有:酚(fen)(fen)羥基化合(he)物(wu)及(ji)其(qi)衍生物(wu),如(ru)雙酚(fen)(fen)A、月桂醇(chun)(chun)(chun)(chun)酸酯、8- 羥基喹啉、對羥基苯甲(jia)酸芐酯、4- 羥基香豆素、α- 萘酚(fen)(fen)、β-萘酚(fen)(fen)等(deng)(deng)(deng);羧基化合(he)物(wu)及(ji)其(qi)衍生物(wu),如(ru)硬脂酸、 己酸、對苯二(er)甲(jia)酸、辛酸等(deng)(deng)(deng)。溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)決(jue)定(ding)(ding)著熱(re)(re)(re)敏材料(liao)的變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)溫度(du),一(yi)般通過改變(bian)(bian)(bian)(bian)所用(yong)溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)來改變(bian)(bian)(bian)(bian)熱(re)(re)(re)敏變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)溫度(du)。常用(yong)的溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)醇(chun)(chun)(chun)(chun)類溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji),如(ru)正十二(er)醇(chun)(chun)(chun)(chun)、正十四醇(chun)(chun)(chun)(chun)、正十六(liu)醇(chun)(chun)(chun)(chun)、正十八(ba)醇(chun)(chun)(chun)(chun)等(deng)(deng)(deng),醇(chun)(chun)(chun)(chun)類溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)具(ju)有熔點(dian)較低、價格便(bian)宜、性能(neng)穩定(ding)(ding)等(deng)(deng)(deng)優點(dian)。相較而言,以上4 種(zhong)醇(chun)(chun)(chun)(chun)類溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong),正十六(liu)醇(chun)(chun)(chun)(chun)性能(neng)最(zui)優。
2)pH 值變化機理。
此體系(xi)的發色劑主要是酸(suan)(suan)堿(jian)指示劑,如酚酞(tai)、酚紅等。顯色劑為使pH 值發生變(bian)化的羧酸(suan)(suan)類及胺類的熔(rong)融性化合物(wu)(wu)。化合物(wu)(wu)隨著溫度變(bian)化而(er)熔(rong)化或(huo)凝固時(shi),由于介(jie)質的酸(suan)(suan)堿(jian)變(bian)化或(huo)受(shou)熱引(yin)起分(fen)子結(jie)構變(bian)化,從而(er)引(yin)起顏(yan)色的可逆變(bian)化。
3)分子結構變化機理。
當溫(wen)度(du)變化時,體系由閉環(huan)變成開環(huan)和分(fen)子(zi)結構異構(順反異構、互變異構、構象異構),引起顏色發生(sheng)變化。體系分(fen)子(zi)中含(han)有(you)多個雜環(huan)和芳環(huan)結構的螺環(huan)化合(he)(he)物(wu)(wu),如(ru)螺吡喃類(lei)、螺嗪類(lei)衍生(sheng)物(wu)(wu),俘精酸酐類(lei)、二芳雜環(huan)基乙(yi)烯類(lei)、吲哚(duo)啉唑(zuo)烷類(lei)衍生(sheng)物(wu)(wu)偶氮類(lei)、席夫堿類(lei)和色酮類(lei)化合(he)(he)物(wu)(wu)等。這些化合(he)(he)物(wu)(wu)性能穩(wen)定,耐熱(re)性能好,變色明顯,變色溫(wen)度(du)較低。
1.2.3 液晶可逆熱敏油墨的變色原理
液晶可分為近晶液晶、向列液晶和膽甾液晶3類。熱敏變色液晶主要是膽甾醇及其衍生物,因此,熱敏變色液晶通常是指膽甾液晶,它主要依靠溫度使其變色,其分子呈扁平狀,排列成層,層內分子相互平行,分子長軸平行于層面。多層分子逐漸扭轉成螺旋線,并沿著層的法線方向排列成螺旋狀結構,其周期性的層間距稱為螺距,螺距起衍射光柵的作用。螺旋結構還能選擇性地反射光的偏振組分,給出彩虹圖像。隨著溫度升高,螺距逐漸變小,散射光波長向短波移動,顏色相應從紅色變為紫色,當溫度降低時,顏色又從紫色變為紅色,這就是膽甾液晶的熱變色機理。