活性染料的色牢度及其影響因素_二_

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1、活性染料的色牢度及其影響因素(二)印　染(2006No.12)講　　座活性染料的色牢度及其影響因素(二)宋心遠(yuǎn),沈煜如(東華大學(xué),上海200051)關(guān)鍵詞:染色;活性染料;染色牢度中圖分類號:TS1931632　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A　　　文章編號:1000-4017(2006)12-0041-041.2　影響光褪色的因素1.2.2　染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)合及聚集狀態(tài)對光褪色的影響已經(jīng)指出,活性染料染色物的光褪色過程非常復(fù)雜,影響染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)是決定光褪色的關(guān)鍵因素。前面已經(jīng)指的因素也非常多,其中最重要的因素如下:出,不同的染料,由于吸收光激化方式和難易

2、不同,會引發(fā)不同(1)照射光波的波長和分布;的光化學(xué)反應(yīng),即光褪色機(jī)理不同。即使光褪色機(jī)理相同,其(2)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、聚集和結(jié)合狀態(tài);反應(yīng)速率也相差很大。(3)紡織材料的化學(xué)、物理結(jié)構(gòu)及性質(zhì);影響光褪色反應(yīng)的因素,首先是染料的發(fā)色體系,它在吸(4)染色方法、工藝和操作;收光后被激化,產(chǎn)生不同能級的激化態(tài),在產(chǎn)生顏色的同時,也(5)水分、汗液、金屬離子以及染料商品內(nèi)或外來的各種雜質(zhì)。會隨之發(fā)生一些光化學(xué)反應(yīng),并引起發(fā)色體系的破壞而褪色。本文僅對上述五種主要因素作簡要分析。按照一般認(rèn)識,由于黃色染料吸收的是能量較強(qiáng)的可見光1.2.1　照射光波的波長

3、和分布對光褪色的影響譜部分,褪色應(yīng)該較快,但事實上偶氮染料光降解傾向大小次光波波長不同,其能量也不同,波長短的光波能量強(qiáng),作用序為:藍(lán)色>紅色>黃色,這僅和染料分子中共軛體系的減少也強(qiáng)。能照射到地表的太陽光,是紫外線和可見光。紫外線又是一致的。類似的情況又如黃色的吡唑啉酮和吡啶酮染料,它可分近紫外線、遠(yuǎn)紫外線和超短紫外線,但波長在300nm以下們較多以共軛的腙并構(gòu)體形式存在,與主要以偶氮雙鍵異構(gòu)體的電磁波幾乎都被大氣中二氧化碳所吸收,所以發(fā)生光褪色作形式存在的黃色染料相比,對光氧化更敏感。前面已經(jīng)指出,用的主要是近紫外線(UV2A),其波長范圍是

4、400～315nm。遠(yuǎn)在纖維素纖維上,腙形式的偶氮染料容易受單線態(tài)氧作用發(fā)生紫外線(UV2B)波長為315～280nm;超短紫外線(UV2C)波長光氧化反應(yīng)而分解。這兩種互變異構(gòu)體的相對穩(wěn)定性隨溶劑更短,為280～100nm,幾乎到不了地表。海平面太陽光的平均的極性、分子中的共軛體系和取代基的性質(zhì),以及分子內(nèi)是否強(qiáng)度分布見圖4。隨著季節(jié)和地區(qū)不同,其強(qiáng)度會有變化。可形成氫鍵等因素而變化。實驗還發(fā)現(xiàn),在聚酰胺纖維上,耐曬牢度也隨腙結(jié)構(gòu)含量的增加而降低,但發(fā)生的是光還原作用。一般來說,蒽醌結(jié)構(gòu)的染料對光較穩(wěn)定,受光作用時,芳環(huán)不易被破壞,但其分子內(nèi)的

5、取代基容易受到影響,如芳胺取代 基會發(fā)生N-脫烷反應(yīng),下示的蒽醌衍生物受光作用后,發(fā)生了 復(fù)雜的脫烷反應(yīng)(吸附在聚酯和尼龍上的分散染料):圖4　海平面太陽的平均強(qiáng)度分布由圖4可知,可以引起光褪色的只有可見光和UV2A,而且UV2A的波長范圍和強(qiáng)度比可見光小且弱。通常有氧氣存在時,染料光褪色主要由可見光引起,紫外線只對一些需要能量高的光反應(yīng)才是重要的。在高山和高原地區(qū),海拔較高,紫外線強(qiáng)度較大,由紫外線引起的光褪色作用就更重要些。染色物的光褪色牢度,通常都是在耐曬牢度測試儀中測定的。由于所用人工光源的波長和強(qiáng)度分布不同于太陽光,所以測定的結(jié)果會有一

6、定差距;而不同儀器所用的光源和照光環(huán)境不同,結(jié)果也有差異。不同染料的測定結(jié)果,差異程度也不盡相同,因為不同染料的褪色機(jī)理可能不同。為了便于比較,最好在相同條件下測定染料的光褪色牢度。由于光褪色是一個非常復(fù)雜的光化學(xué)過程,受許多因素的影響,因此在測定光褪色時,不僅光源要穩(wěn)定,其它條件也要嚴(yán)格控制,包括溫度、濕度和空氣組成等。這些分解產(chǎn)物耐曬牢度較差,還會進(jìn)一步分解,所以光照時織物先變色,后褪色。一些活性染料的母體結(jié)構(gòu)是氨基蒽醌,因此褪色時也有類似情況;一些偶氮類染料也發(fā)生脫烷反應(yīng)。偶氮類發(fā)色體是活性染料最重要的組成,約占活性染料母41?1994-2

7、008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net印　染(2006No.12)　www.cdfn.com.cn體染料的80%。偶氮結(jié)構(gòu)的發(fā)色體有順式和反式兩種異構(gòu)體,它們在不同介質(zhì)中的比例是不同的,對光的穩(wěn)定性也不同。對耐曬牢度影響更大的是偶氮-腙互變異構(gòu),這種互變異構(gòu)也隨芳環(huán)上取代基和介質(zhì)不同而發(fā)生轉(zhuǎn)變。通常腙結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位,腙結(jié)構(gòu)不會發(fā)生光變色,主要發(fā)生光褪色,且往往決定了染料耐曬牢度的好壞。實驗證明,大多數(shù)染色物的褪色都

8、是單分子,或是與纖維及大量存在的小分子H2O、O2等雙分子反應(yīng)過程。對于活性染料來說,分子與纖維形成共價鍵結(jié)構(gòu),不容易聚集,反應(yīng)過程更是