Waarom vervaag kleurstowwe onder die son?

Waarom vervaag kleurstowwe onder die son? Voordat ons die rede verstaan, moet ons eers weet wat "sonvastheid" is.

Sonvastheid: verwys na die vermoë van 'n kleurstof om sy oorspronklike kleur onder sonligblootstelling te behou. Volgens algemene regulasies is die bepaling van sonvastheid gebaseer op sonlig. Om beheer in die laboratorium te vergemaklik, word kunsmatige ligbronne oor die algemeen gebruik en gekalibreer indien nodig. Die algemeen gebruikte kunsmatige ligbronne is hernia-ligte en houtskoolboogligte. Onder die bestraling van lig absorbeer die kleurstof ligenergie, en die energievlak van die kleurstofmolekule is in 'n opgewekte toestand. Die kleurstelsel van die kleurstofmolekule verander of word vernietig, wat lei tot die ontbinding van die kleurstof en verkleuring of verbleiking.

1. Die invloed van lig op kleurstofproduksie

Wanneer 'n kleurstofmolekule die energie van 'n foton absorbeer, sal dit veroorsaak dat die buitenste valenselektrone van die molekule van die grondtoestand na die opgewekte toestand oorgaan.

Volgens hul verskillende strukture kan kleurstofmolekules verskillende opwekkingsprosesse ondergaan onder die werking van liggolwe van verskillende golflengtes, insluitend π→π*, n →π*, CT (ladingsoordrag), S → S (enkeltoestand), S → T (drielingtoestand), grondtoestand → opgewekte toestand, en grondtoestand → tweede opgewekte toestand. Die grondtoestand van die enkeltoestand word geskryf as S0, en die tweede opgewekte enkeltoestand word onderskeidelik geskryf as S1 en S2. Die ooreenstemmende drielingtoestand word voorgestel deur T0, T1 en T2.

Tydens die opwekkingsproses word kleurstofmolekules opgewek in elektron-opgewekte toestande met verskillende vibrasie-energievlakke. Hul vibrasie-energievlakke neem vinnig af, wat energie in hitte omskakel en dit versprei. Hierdie proses van verlaging van energievlakke word vibrasiepassivering genoem. Tydens die vibrasiepassiveringsproses sal die S2-opgewekte toestand met 'n lae vibrasie-energievlak ook transformeer na die S1-opgewekte toestand met 'n hoër vibrasie-energievlak, en voortgaan om vibrasiepassivering te ondergaan. Op hierdie manier transformeer die S2-opgewekte toestand met 'n hoër energievlak vinnig na die S1-opgewekte toestand met 'n laer vibrasie-energievlak.

Die omskakeling tussen S2- en S1-elektroniese toestande onder die voorwaarde van gelyke energie-kruising behels nie veranderinge in elektronspin-veelvuldigheid nie en word interne omskakeling genoem. Daar is ook 'n oorgang tussen enkelvoudige en drievoudige toestande, van S1 na T1 opgewekte toestand. Hierdie tipe elektroniese energietoestandoorgang wat gepaard gaan met veranderinge in elektronspin-veelvuldigheid onder gelyke energie-kruisingstoestande word interstelselkruising genoem. As gevolg van die "verbode" effek van elektronspin-selektiwiteit, is die tempo van interstelselkruising oor die algemeen relatief laag.

Die versterkte kleurstofmolekules ondergaan fotochemiese reaksies met ander molekules, wat lei tot die vervaag van die kleurstof en die optiese brosheid van die vesels.

2. Faktore wat die ligvastheid van kleurstowwe beïnvloed

1. Die golflengte van die ligbron en die verligtende lig;

2. Omgewingsfaktore;

3. Chemiese eienskappe en organisatoriese struktuur van vesels;

4. Bindsterkte tussen kleurstof en vesel;

5. Chemiese struktuur van kleurstowwe;

6. Kleurstofkonsentrasie en aggregasietoestand;

7. Die invloed van kunsmatige sweet op kleurstofvervaaging;

8. Die impak van bymiddels.

3. Metodes om die sonvastheid van kleurstowwe te verbeter

1. Verbeter die kleurstofstruktuur om die impak op die kleurstofstelsel te verminder terwyl ligenergie verbruik word, waardeur die oorspronklike kleur behoue ​​bly; algemeen bekend as hoë sonvastheidskleurstowwe. Hierdie tipe kleurstof is oor die algemeen duurder as gewone kleurstowwe, en vir materiale met hoë sonblootstellingsvereistes, moet die eerste stap wees om die kleurstof te kies.

2. Indien die materiaal is reeds gekleur, maar die sonvastheid voldoen nie aan die vereistes nie, kan bymiddels ook gebruik word om dit te verbeter. Voeg gepaste bymiddels tydens of na die kleurproses by, sodat hulle 'n ligte reaksie ondergaan voor die kleurstof wanneer hulle aan lig blootgestel word, wat ligenergie verbruik om die kleurstofmolekules te beskerm. Oor die algemeen verdeel in ultraviolet-absorbeerders en anti-ultraviolet-middels, gesamentlik na verwys as sonvastheidsversterkers.

Die sonvastheid van ligkleurige geverfde materiale met reaktiewe kleurstowwe

Die liggeïnduseerde verbleiking van reaktiewe kleurstowwe is 'n baie komplekse foto-oksidatiewe chlorineringsreaksie. Nadat ons die meganisme van liggeïnduseerde verbleiking verstaan ​​het, skep ons bewustelik struikelblokke vir die foto-oksidasiereaksie in die molekulêre struktuurontwerp van kleurstowwe om liggeïnduseerde verbleiking te vertraag. Byvoorbeeld, geel kleurstowwe wat Dole-sulfonsuurgroepe en pirasoloon bevat, blou kleurstowwe wat ftalosianienmetielzan en diazo-trichelringe bevat, en rooi kleurstowwe wat metaalkomplekse bevat, maar steeds nie helderrooi reaktiewe kleurstowwe met sterk sonvastheid het nie.

Die sonvastheid van geverfde materiale wissel met die verandering van die kleurkonsentrasie. Vir materiale wat met dieselfde kleurstof op dieselfde vesel geverf is, neem die sonvastheid toe met die toename in die kleurkonsentrasie, terwyl die sonvastheid vir ligkleurige materiale ooreenstemmend afneem wanneer die kleurkonsentrasie laag is. Die sonvastheid van algemene kleurstowwe op gedrukte kleurkaarte word egter gemeet teen 'n kleurkonsentrasie van 1/1 van die standaarddiepte (d.w.s. 1% owf of 20-30g/l kleurstofkonsentrasie). As die kleurkonsentrasie 1/6, 1/12 of 1/25 is, sal die sonvastheid aansienlik afneem.

Sommige mense het voorgestel om ultraviolet-absorbeerders te gebruik om sonvastheid te verbeter, maar dit is nie 'n raadsame metode nie. Ultravioletstraling vereis baie en kan slegs met 'n halwe vlak verbeter, en die koste moet aansienlik verbeter word. Daarom kan slegs 'n billike keuse van kleurstowwe die probleem van sonvastheid oplos.