TA的每日心情 | 开心
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签到天数: 27 天 [LV.4]偶尔看看III
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发表于 2010-3-23 21:20:00
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1、染料光褪色机理 ; a v( p7 q n. ~# Y
活性染料母体结构的70—75%为偶氮型，其余为蒽醌型、酞菁型和甲脂型，均为蓝色色谱为主，偶氮型耐光牢度较差，蒽醌型、酞菁型和甲脂型的耐光牢度较好。染料的光褪色作用很复杂，它不但和染料的化学结构有关，也和染料的聚集状态、所染纤维材料的性质、以及大气条件等因素有关。. _" l. C8 ]1 ^* Y& J( b9 d/ f
（1）偶氮型染料
1 q5 @1 Z' a+ J; l3 M, e偶氮染料的光褪色是一种光氧化反应，首先生成氧化偶氮苯衍生物，然后在光能作用下发生重排、水解、分解，最后生成肼及邻苯二醌。第一步氧化反应是最为关键，也是非常复杂的。在重氮基的邻，对位引入吸电子基后，使偶氮基上氮原子的电子云密度降低，不利于生成氮化偶氮化合物，能阻止光氧化反应的发生，从而提高染料的耐光牢度。反之，引入给电子基后，偶氮基上氮原子电子云密度增大，使光氧化反应加速，不利于提高染料的耐光牢度。
0 P _- N6 R0 [' ^0 M6 ^因此偶氮型活性染料经常引入磺酸基、卤素等吸电子基以提高染料的耐光牢度。偶氮基相邻位置上含有吸电子基（磺酸基）时，耐光牢度较高，与相似染料母体的双活性基而偶氮基相邻没有吸电子基的相比，耐光牢度较低。5 z i* ?6 I I" d
染料分子中引入杂环，杂环上具有吸电子基，如吡唑啉酮与吡啶酮，它们的耐光牢度较高，都是黄色色谱。红色谱活性染料，都是以H酸为偶合组份。H酸上的羟基和氨基，都是给电子基，因此耐光牢度比较差。除非在偶氮基两个相邻位置上引入羟基，通过它们配位电子与重金属形成金属络合染料，耐光牢度得以提高。, l& v* m2 D9 d9 j y
（2）蒽醌型染料
) T: b/ L$ F% d; f) z. {一般来说，蒽醌型染料的耐光牢度比偶氮型染料高。蒽醌型染料的光褪光是一个很复杂的问题，氨基蒽醌在有氧的情况下，光褪色的第一步是生成羟胺化合物，进一步反应更为复杂，取决于氨基生成羟胺的难易。因此α—氨基的邻或对位会有给电子基，使氨基的电子云密度增大，即碱性愈强，愈易氧化为羟胺，染料的耐光牢度愈低。反之，在α—氨基的β位引入吸电子基，氨基碱性下降，耐光牢度则提高。8 i$ Z7 K. h9 y
蒽醌型活性染料都是酸性染料结构，以溴氨酸（1—氨基—4—溴—2—磺酸）为中间体所衍生的，氨基邻位引入强吸电子基磺酸，氮基的碱性很弱。
, F* P' U7 S0 z8 l+ ^3 ~酞菁和甲脂类活性染料是铜络合物，耐光牢度很高，是一类牢度优异的蓝色谱染料，虽然因含铜不利于生态环保，但因可萃取的铜在纺织物上的限量为50mg/kg，特别是浅色印染织物，染料用量少，所以可以控制在限量以内。C.I.活性蓝7、蓝14（活性艳蓝K—GL）、蓝15（活性艳蓝KN—G）、蓝63、231等都是酞菁结构，耐光牢度为5—7级之间。甲脂类活性染料如C.I活性蓝104、蓝220、蓝221的耐光牢度可达6—7级。 q% Y, ?3 {- p6 ]0 q+ q
甲脂结构是较早开发并广泛用于蓝色活性染料，最有价值的是双偶氮三赘合环铜络合物，具有对称性。+ A: p- f' J- E* M3 M( d; S# x5 w
以双偶氮三赘合环为母体结构的活性染料，耐光牢度很高，达7—8级，即使是浅色杂色物，其耐光牢度仍很高，平面性很好，所以直接性也高，并有很好的耐氯和耐氧化物牢度。已有这类结构的商品染料，即Dystar公司的Levafix Olive E-GLA，它的活性基是6—酰胺基—2，3—二氯—1，4—喹口恶啉。5 j4 u6 s3 F6 E) y
2、染料浓度与日晒牢度的关系 $ I9 ~3 B5 G, @
染色试样的日晒牢度会随染色浓度变化而有不同，同一种染料在同一种纤维上染色的试样，它的日晒牢度随染色浓度增加而提高。染料在纤维上会发生聚集，日晒牢度随染色浓度的增加而提高，主要是由于染料在纤维上的聚集体颗粒大小分布变化所引起的。聚集体颗粒愈大，单位重量染料暴露于空气—水份等作用面积愈小，日晒牢度愈高。染色浓度的增加会使纤维上的大颗粒聚集体的比例增高，日晒牢度也相应增高。浅色织物的染色浓度低，染料在纤维上聚集体比例较低，大部份染料呈单分子状态，也就是染料在纤维上的分散度很高，每个分子都有同样的机率受到光和空气、水份的作用，日晒牢度相应也趋下降。9 n/ H7 m5 |1 U9 f
染色试样的含湿率对染料的日晒褪色速率是一个很重要的因素。含湿率高会使染料的褪色速率增加，影响大小则随纤维和染料的性质而有不同。棉纤维上活性染料的日晒牢度对纤维的含湿率变化比较敏感。将空气相对湿度从45%提高到80%，活性染料染色的棉织物试样的日晒褪色速率可增加到原来的200%—300%，空气相对湿度高可以使纤维溶胀，加速水分和空气扩散进入纤维，从而加速染料的褪色。在羊毛上的酸性染料试样的日晒牢度就没有在棉纤维上那样敏感，所以日晒牢度蓝色标样是用羊毛织物染成的。影响日晒牢度还有光源，如碳弧、氙灯等。
6 w* v4 V6 l: u4 Z8 y& H. |. h综上所述，影响日晒牢度的因素很多，主要是染色浓度的影响。包括《染料索引》在内的各染料企业提供的色卡上所显示的染色物日晒牢度都是在染色深度1/1的情况下所测定的数据，也就是在染料浓度约20g/l—30g/l的中色织物上测定的数据，浅色织物肯定不会达到这一水平，有些企业的色卡提供2—3个染色浓度，如1/6、1/1、2/1等。而且耐晒测试仪的不同、光源不同以及含湿率的不同，所测定的数据都有差异。因此，浅色染色物选用染料时不能光凭色卡所提供的数据，必须经过实际打样后测定的数据来挑选染料。表2—5所列举一些日晒牢度较好的活性染料以供参考。
9 W* c% {9 e" z' T表2 乙烯砜—一氯均三嗪双活性基染料的日晒牢度* u' T8 E1 s8 w/ R$ @' m! z) F
表2 乙烯砜—一氯均三嗪双活性基染料的日晒牢度
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表3 双一氯均三嗪双活性基染料的日晒牢度
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, q& A7 l/ {! b. X7 I& }5 A$ W表4 乙烯砜型活性基染料的日晒牢度 % v- J; d0 }0 T
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表5 一氯均三嗪活性基染料的日晒牢度
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" X1 i% M9 G& t% s从表1—4看到，《染料索引》所提供的日晒牢度都高于企业色卡，而实际测试更要低于上列表中的数据。表1—4是按ISO/105 B02—1994的1—8级标准评定的，如采用AATCC16—1998或AATCC 20AFU标准评定是按1—5级。因此必须搞清楚是按什么标准评定日晒牢度的。+ b, K) T: C! P5 h( Z
3、改进日晒牢度措施 1 A1 D, t, R5 y) _* l k
1）染料选用2 K$ R& r: l: f7 t; }5 H
影响浅色织物日晒牢度最主要的因素是染料本身，因此选用染料是最要的。从三原色的染料中黄色活性染料的分子结构的母体发色体以吡唑啉桐和萘子三磺酸的日晒牢度最佳，含有这种母体的活性染料如：C.I.活性黄2（K级，6—7级）、黄17（KN型，5—6级）、黄18（K型，6级）、黄57（KN型，6—7级），黄105（KE型，5级）、黄145（KM型，6—7级）、黄176（KM型，6级）及黄193（K型，6—7级）。3 ^# J% Z2 k! A: ]4 U% w$ [
蓝色谱的高日晒牢度活性染料以蒽醌、酞菁、甲脂为母体结构，涉及的染料如：C.I.活性蓝（6—7级）、蓝2（6—7级）、蓝4（6级）、蓝5（5—6级）、蓝15:1（7级）、蓝49（6级）、蓝50（6级）、蓝69（6级）、蓝74（6—7级）及蓝94（6级）以上均为蒽醌结构。7 B7 R0 D; l: V# ^& a
酞菁结构的有：蓝7（级）、蓝14（7—8级）、蓝15（6—7级）、蓝63（6级）、蓝231（6级）。( G# k% W* t, R
甲脂结构的有：蓝104（6级）、蓝220（6—7级）及蓝221（6—7级）。
' f& q( \$ T% r) b( e- C8 Y! H红色谱活性染料的日晒牢度普遍较低，特别是浅色，只有一些偶氮基二个相邻位置含有配位能力的羟基，与铜形成稳定的螯合环，可以提高日晒牢度。例如：C.I.活性红7（6—7级）、红23（7级）、红49（6级）。
8 o0 G9 R" x/ l) Y5 _ S4 w' s以上这些推荐染料中含铜络合的染料虽然浅色染色物的可萃取铜含量不致超过重金属限量，但汗—光牢度较差，因为测试该牢度的人造汗液（氨基酸）可将已络合的铜夺取出来，特别是偶氮型络合染料，剩下的母体染料是不耐光的。另外是吡唑啉酮黄色谱和溴氨酸的蓝色谱，它们的氯浸牢度很低，只有1—2级，因此也必须注意。
8 U( C& ]! a. Q+ E" N选用染料进行拼色组合时，一定要使选用的每个组份染料的耐光牢度水平相当，只要其中任何一个组分，尤其是用量最少的组分的耐光牢度达不到浅色染色物的要求，就会使最终的染色物的耐光牢度无法达标。
7 m Y4 l o+ k1 y$ ^台湾永光染料公司推荐一套耐光牢度很高的适用于浅色染色的活性染料，它的三原色为Everzot Yellow—C—GL，Red C—3B及Blue—BB130%。它们拼色后染色物的耐光牢度如表6：
+ `0 F- l6 P/ s6 P1 L表6 Evergot C型浅色染色物的耐光牢度 色泽9 l N) ^& S' o; A5 v
| 暗绿玉
5 @5 f. e5 u. d% }6 ?4 i | 红果
6 T! r+ [* G0 T5 ` | 绿土
. B. e6 ]+ {) A% F# E | 黄蓝
5 c8 \( B6 s3 ]! j3 e+ O | 灰浅. C$ V4 W3 ~" I% i# U" }! B
| 棕' D$ ~9 D; z/ E$ e) G5 g& [" O3 Z
| 组分 o4 |; e" v) I! U; F7 I. m1 a
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) B# I2 Q7 J. u" W0 }6 E3 {2）其它措施/ Q) T u. `, k7 c0 Q
浮色染料的影响，染后皂洗不彻底，未固着染料和水解染料残留于布面上也会影响染色物的耐光牢度，它们的耐光牢度明显低于已固着的活性染料。皂洗进行得越充分，耐光牢度就越好。
% I& C8 [. @ [6 l% B0 L. {阳离子型的低分子或多胺缩合的树脂型固色剂和阳离子型柔软剂应用于织物后整理，将使染色物的日晒牢度明显下降。因此选用固色剂及柔软剂时必需注意它们对染色物日晒牢度的影响。8 k' i2 I) F# C: a
紫外线吸收剂近来经常用于浅色染色物提高耐光牢度，但必须用量很大才有些效果，不但增加成本，而且造成织物黄变和强力损伤，所以不是一种好的措施。
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发表于 2010-3-23 21:06:00
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