耐日曬牢度:是指染色物在日光照射下保持原來(lái)色澤的能力。按一般規(guī)定,耐日曬牢度的測(cè)定以太陽(yáng)光為標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)驗(yàn)室中為了便于控制,一般都用人工光源,必要時(shí)加以校正。最常用的人工光源是疝氣燈光,也有用炭弧燈的。染色物在光的照射下,染料吸收光能,能級(jí)提高,分子處于激化狀態(tài),染料分子的發(fā)色體系發(fā)生變化或遭到破壞,導(dǎo)致染料分解而發(fā)生變色或褪色現(xiàn)象。
當(dāng)一個(gè)染料分子吸收一個(gè)光子的能量后,將引起分子的外層價(jià)電子由基態(tài)躍遷到激化態(tài)。
按結(jié)構(gòu)的不同,染料分子在不同波長(zhǎng)光波的作用下可以發(fā)生不同的激化過(guò)程,有π →π*、n → π*、CT(電荷轉(zhuǎn)移)、S →S(單線(xiàn)態(tài))、S → T(三線(xiàn)態(tài))、基態(tài)→第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)→第二激化態(tài)等。單線(xiàn)態(tài)的基態(tài)寫(xiě)作S0,第一和第二激化單線(xiàn)態(tài)分別寫(xiě)作S1和S2。相應(yīng)的三線(xiàn)態(tài)則以T0、T1、T2表示。
在激化過(guò)程中,染料分子被激化成各種振動(dòng)能級(jí)的電子激化態(tài),它們的振動(dòng)能級(jí)會(huì)迅速降低,將能量轉(zhuǎn)化為熱而消散,這種降低能級(jí)的過(guò)程稱(chēng)為振動(dòng)鈍化。在振動(dòng)鈍化過(guò)程中,振動(dòng)能級(jí)低的S2激化態(tài)也會(huì)轉(zhuǎn)化成為振動(dòng)能級(jí)較高的S1激化態(tài),并繼續(xù)發(fā)生振動(dòng)鈍化。這樣,原來(lái)能級(jí)較高的S2激化態(tài)迅速轉(zhuǎn)化為最低振動(dòng)能級(jí)的S1激化態(tài)。等能量相交條件下的S2、S1電子能態(tài)之間的轉(zhuǎn)化不包含電子自旋多重性的變化,被稱(chēng)為內(nèi)部轉(zhuǎn)化。單線(xiàn)態(tài)和三線(xiàn)態(tài)之間也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化,從S1轉(zhuǎn)化成T1激化態(tài)。這種伴有電子自旋多重性變化,在等能量相交條件下的電子能態(tài)轉(zhuǎn)化叫做系間竄越。由于受電子自旋選律的“禁戒”,系間竄越的速率一般是比較低的。
激化的染料分子與其他分子間發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致了染料的光褪色和纖維的光脆損。
1.光源與照射光的波長(zhǎng);
2.環(huán)境因素;
3.纖維的化學(xué)性質(zhì)與組織結(jié)構(gòu);
4.染料與纖維的鍵合強(qiáng)度;
5.染料的化學(xué)結(jié)構(gòu);
6.染料濃度與聚集態(tài);
7.人工汗液在染料光褪色中的影響;
8. 助劑的影響。
1、對(duì)染料結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),使其能夠在消耗光能量的同時(shí)盡量降低染料發(fā)色體系受到的影響,從而保持原有色澤;即常說(shuō)的高日曬牢度染料。此類(lèi)染料在價(jià)格上一般高于普通染料,對(duì)于高日曬要求的織物,首先應(yīng)從染料選擇入手。
2、如果織物已經(jīng)染色,而日曬牢度達(dá)不到要求的情況下,也可以通過(guò)助劑來(lái)改善。在染色過(guò)程中或染色后添加合適的助劑,使其在受到光照時(shí)先于染料發(fā)生光反應(yīng),消耗光能量,以此起到保護(hù)染料分子的作用。一般分紫外線(xiàn)吸收劑和抗紫外線(xiàn)劑,統(tǒng)稱(chēng)耐日曬牢度提升劑。
活性染料的受光照褪色是一種非常復(fù)雜的光氧氯化反應(yīng),知道了光褪色機(jī)理后,在染料的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)有意識(shí)地對(duì)光氧化反應(yīng)制造一些障礙,延緩光褪色。例如含有多爾磺酸基和吡唑啉酮的黃色染料,酞菁甲瓚和雙偶氮三螯合環(huán)的藍(lán)色染料,以及含金屬絡(luò)合的紅色染料,但仍缺乏鮮艷的紅色耐日曬牢度的活性染料。
染色物的日曬牢度隨染色濃度變化而有所不同,同一種染料在同一種纖維上染色的織物,日曬牢度隨染色濃度增加而進(jìn)步,淺色織物的染色濃度低,日曬牢度相應(yīng)下降。但是常見(jiàn)的染料在印制染料色卡上的日曬牢度是在染色濃度是標(biāo)準(zhǔn)深度1/1(即1%owf或20-30g/l染料濃度)下測(cè)定的,假如染色濃度為1/6,1/12或1/25的情況下,日曬牢度將大幅下降。
有人提出用紫外線(xiàn)吸收劑來(lái)進(jìn)步日曬牢度,這是不可取的方法,紫外線(xiàn)要用很多,也只能進(jìn)步半級(jí),本錢(qián)都要進(jìn)步很多。因此只有公道選用染料才能解決日曬牢度。