染色衣物经多次水洗和长期日晒,使衣物上的染料发生光解和老化,从而使衣物出现了褪色现象。
这种现象是逐步发生的,其过程是比较复杂的。
当阳光照射在染色衣物上时,光能激发了染料分子活动。活动的染料分子能与化学活性物质反应,首先要与空气中的氧反应,若有水分的存在会促进化学反应的激烈程度。由于染料分子的氧化或还原反应,而使染色衣物发生褪色。如用偶氮染料染色的棉纤维织物经日晒褪色,是因氧化作用的结果,而用同种染料染色的蛋白纤维织物经日晒褪色,却是还原作用的结果。
在了解原因之前,我们先要知道什么叫做“耐日晒牢度”。
耐日晒牢度:是指染色物在日光照射下保持原来色泽的能力。按一般规定,耐日晒牢度的测定以太阳光为标准。在实验室中为了便于控制,一般都用人工光源,必要时加以校正。最常用的人工光源是疝气灯光,也有用炭弧灯的。染色物在光的照射下,染料吸收光能,能级提高,分子处于激化状态,染料分子的发色体系发生变化或遭到破坏,导致染料分解而发生变色或褪色现象。
光照对染料产生的影响
当一个染料分子吸收一个光子的能量后,将引起分子的外层价电子由基态跃迁到激化态。
按结构的不同,染料分子在不同波长光波的作用下可以发生不同的激化过程,有π →π*、n → π*、CT(电荷转移)、S →S(单线态)、S → T(三线态)、基态→第一激发态和基态→第二激化态等。单线态的基态写作S0,第一和第二激化单线态分别写作S1和S2。相应的三线态则以T0、T1、T2表示。
在激化过程中,染料分子被激化成各种振动能级的电子激化态,它们的振动能级会迅速降低,将能量转化为热而消散,这种降低能级的过程称为振动钝化。在振动钝化过程中,振动能级低的S2激化态也会转化成为振动能级较高的S1激化态,并继续发生振动钝化。这样,原来能级较高的S2激化态迅速转化为最低振动能级的S1激化态。
等能量相交条件下的S2、S1电子能态之间的转化不包含电子自旋多重性的变化,被称为内部转化。单线态和三线态之间也会发生转化,从S1转化成T1激化态。这种伴有电子自旋多重性变化,在等能量相交条件下的电子能态转化叫做系间窜越。由于受电子自旋选律的“禁戒”,系间窜越的速率一般是比较低的。
激化的染料分子与其他分子间发生光化学反应,导致了染料的光褪色和纤维的光脆损。
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。
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。
文章来源: 洗衣人 ,Hebei Dekuo Biotechnology,服装水洗杂志