在知道原因之前,我们需要知道所谓的“抗晒牢度”。
耐晒牢度:染色物暴露在阳光下保持原色的能力。 一般规定,对日晒牢度的测定以太阳光为准。
实验室为了方便控制,一般使用人工光源,根据需要进行校正。 最常用的人工光源是疝照明,也使用碳弧灯。 染色物在光的照射下染料吸收光能,能级提高,处于分子激化的状态,染料分子的发色系发生变化或破坏,染料分解变色或褪色。
一、光对染料的影响
当色素分子吸收光子的能量时,分子的外层价电子从基态转化为激化状态。
根据结构,色素分子可以在波长光波的作用下发生不同的激化过程,有π→π*、n→π*、CT (电荷移动)、S→S (单线状态)、S→T (三线状态)、基态→第一激发态和基态→第二激发态等。
单线状态基本状态写作S0,第一和第二激化单线状态写作S1和S2。 相应的三线制式以T0、T1、T2表示。
在激化过程中,染料分子激化为各种振动能级的电子激化状态,它们的振动能级急速下降,能量变热消散,这种能级下降的过程称为振动钝化。 在振动钝化过程中,振动能级低的S2的激化状态也变化为振动能级高的S1的激化状态,振动钝化持续。 这样,原来能级高的S2的激化状态迅速变化为最低振级的S1的激化状态。
等能交叉条件下的S2、S1电子能状态之间的转变不包含电子自旋复用性的变化,称为内部转变。
单线状态和三线状态之间也发生变化,从S1变为T1的激化状态。 伴随着这种电子自旋的多重性的变化,等能交叉条件下的电子能状态的变化称为系统间飞跃。 因为受到电子自旋选择法律的“禁戒”,穿越系统间的速度一般很低。
激化的染料分子与其他分子之间发生光化学反应,导致染料的光褪色和纤维的光脆化。
二、影响染料耐光性的因素
1、光源和照射光波长
2、环境因素
3、纤维的化学性质和组织结构
4、染料与纤维结合强度
5、染料的化学结构
6、染料浓度和凝聚状态
7、人工汗液对染料光褪色的影响
8、助剂的影响。
三、改善染料抗晒牢度的方法
1、改良染料结构,消耗光能,同时尽量减小染料发色系统所受的影响,保持原有颜色的所谓高晒牢度染料。 这种染料一般比普通染料价格高,要求高日照的织物,首先要从染料的选择开始。
2、织物染色,不要求日晒牢度的,也可以用助剂改善。 染色过程或染色后添加适当的助剂,受光时先于染料发生光反应,消耗光能,起到保护染料分子的作用。 一般分为紫外线吸收剂和防紫外线剂,统称耐晒牢度提高剂。
活性染料浅色染色织物的耐日晒牢度
活性染料光退色是一种非常复杂的光氧氯化反应,了解光退色机理后,在设计染料的分子结构时有意识地给光氧化反应造成障碍,延缓光退色。 例如,含有多磺酸基和吡唑啉酮的黄色染料、含有酞菁甲基产品和双偶氮三螯合环的蓝色染料、含有金属络合物的红色染料还缺乏鲜艳的红色耐日光牢度的活性染料。
染色物的晒色牢度因染色浓度而异,同一染料染成同一纤维的织物,晒色牢度随染色浓度的增加而进步,明亮的织物染色浓度低,晒色牢度相应降低。 然而,关于通常的染料在印刷染料彩色卡中的晒色牢度,染色浓度以标准深度的1/1 (即1%owf或20-30g/l染料浓度)测定,在染色浓度为1/6、1/1或1/25的情况下,晒色牢度大幅度降低。
建议采用紫外线吸收剂提高晒色牢度是不可取的方法,紫外线多用,只能进步一半左右,成本多进步。 因此,要解决晒黑色牢度,必须公平选择染料。