耐光性:指染色产品在阳光下保持原有颜色的能力。根据一般规定,耐光性的测定基于阳光。为了便于实验室控制,通常使用人工光源,并在必要时进行校正。最常用的人造光源是氙灯,但也有碳弧光灯。在光的照射下,染料吸收光能,能级增加,分子处于强化状态,染料分子的色系发生变化或被破坏,导致染料分解,出现变色或褪色现象。
一、光对染料生产的影响
当染料分子吸收光子的能量时,会导致分子的外层价电子从基态跃迁到激发态。
根据不同的结构,染料分子在不同波长的光波作用下可以经历不同的激发过程,包括π→ π*,n→ π*,CT(电荷转移),S→ S(单线态),S→ T(三重态),基态→ 第一激发态和基态→ 单线态的基态写为S0,第一和第二激发单线态分别写为S1和S2。相应的三重态由T0、T1和T2表示。
在激发过程中,染料分子被激发成各种振动能级的电子激发态,其振动能级会迅速降低,将能量转化为热量并消散。这种降低能级的过程称为振动钝化。在振动钝化过程中,具有低振动能级的S2激发态也将转换为具有较高振动能级的S1激发态,振动钝化将继续。以这种方式,具有较高能级的原始S2激发态被迅速转变为具有最低振动能级的S1激发态。在等能量相交条件下,S2和S1电子能态之间的转换不包括电子自旋多重性的变化,这称为内部转换。单重态和三重态之间也发生从S1到T1激发态的转变。这种在等能量交叉条件下伴随着电子自旋多重性变化的电子能态转换称为系统间交叉。由于电子自旋选择定律的“禁止”,系统之间的交叉速度通常相对较低。
激发的染料分子和其他分子之间的光化学反应导致染料的光褪色和纤维的光脆性。
二、影响染料耐光性的因素
1.光源和照射光的波长;
2.环境因素;
3.纤维的化学财产和组织结构;
4.染料与纤维的结合强度;
5.染料的化学结构;
6.染料浓度和聚集状态;
7.人造汗液对染料光褪色的影响;
8.添加剂的影响。
三、提高染料耐光性的方法
1.改进染料的结构,使其在消耗光能的同时,最大限度地减少对染料颜色系统的影响,从而保持原有的颜色;即人们常说的耐光牢度高的染料。这种染料的价格通常高于普通染料。对于阳光暴露要求较高的织物,首先要做的是选择染料。
2.如果织物已经染色,耐光牢度不符合要求,也可以用添加剂进行改善。在染色过程中或染色后,添加合适的助剂,使其在染料照射时先于染料发生光反应,并消耗光能,从而保护染料分子。通常,它分为紫外线吸收剂和抗紫外线剂,统称为耐光牢度增强剂。
四、活性染料染色浅色织物的耐光性
活性染料的光褪色是一个非常复杂的光氧氯化反应。在了解了光褪色的机理之后,在设计染料的分子结构以延迟光褪色的过程中,有意识地制造了光氧化反应的一些障碍。例如,含有磺酸基和吡唑啉酮的黄色染料,具有酞菁甲氧基和双偶氮三羧酸环的蓝色染料,以及具有金属配合物的红色染料,但仍然缺乏明亮的红色耐晒性。耐光性活性染料。
染色产品的耐光性随染色浓度而变化。同一染料在同一纤维上染色的织物的耐光牢度随染色浓度的增加而增加。浅色织物具有较低的染色浓度,并且容易相应地减少光照。然而,当染色浓度为标准深度的1/1(即,1%owf或20-30g/l染料浓度)时,如果染色浓度为1/16,则测量印刷染料色卡上常见染料的耐光性。在1/12或1/25的情况下,耐光性将大大降低。
一些人建议使用紫外线吸收剂来提高耐光性,这不是一种可取的方法。它需要大量的紫外线,但只能提高半个等级,成本会高得多。因此,只有合理选择染料才能解决耐光性问题。
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