العوامل المؤثرة على ثبات الضوء للأصباغ وطرق التحسين

مقدمة

يشير ثبات الضوء إلى قدرة المواد المصبوغة على الحفاظ على لونها الأصلي تحت أشعة الشمس. وفقا للوائح العامة، يعتمد تحديد ثبات الضوء على ضوء الشمس. ولتسهيل التحكم في المختبر، يتم استخدام مصادر الضوء الاصطناعي بشكل عام وتصحيحها عند الضرورة. مصادر الضوء الاصطناعي الأكثر استخدامًا هي مصابيح الزينون، كما تستخدم مصابيح قوس الكربون أيضًا. عندما تتعرض المواد المصبوغة للضوء، تمتص الصبغة الطاقة الضوئية، ويزيد مستوى الطاقة، وتكون الجزيئات في حالة إثارة، ويتغير نظام الألوان لجزيئات الصبغة أو يتم تدميره، مما يؤدي إلى تحلل الصبغة وتغير اللون أو التلاشي.

1. تأثير الضوء على الأصباغ

عندما يمتص جزيء الصبغة طاقة الفوتون، فإنه يتسبب في انتقال إلكترونات التكافؤ الخارجية للجزيء من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة.

اعتمادًا على البنية، يمكن أن تخضع جزيئات الصبغة لعمليات إثارة مختلفة تحت تأثير موجات ضوئية ذات أطوال موجية مختلفة، بما في ذلك π →π*، n → π*، CT (نقل الشحنة)، S →S (فردي)، S → T (ثلاثي)، الحالة الأرضية → الحالة المثارة الأولى والحالة الأرضية → الحالة المثارة الثانية. تتم كتابة الحالة الأساسية لحالة المفرد كـ S0، ويتم كتابة حالتي المفرد المثارة الأولى والثانية كـ S1 وS2 على التوالي. يتم تمثيل الحالات الثلاثية المقابلة بواسطة T0 وT1 وT2.

أثناء عملية الإثارة، يتم تحفيز جزيئات الصبغة إلى حالات إلكترونية متحمسة لمستويات طاقة اهتزازية مختلفة، وستنخفض مستويات الطاقة الاهتزازية الخاصة بها بسرعة، مما يؤدي إلى تحويل الطاقة إلى حرارة وتبددها. تسمى عملية خفض مستويات الطاقة هذه بتخميل الاهتزاز. أثناء عملية تخميل الاهتزاز، سيتم أيضًا تحويل الحالة المثارة S2 بمستوى طاقة اهتزاز منخفض إلى الحالة المثارة S1 بمستوى طاقة اهتزاز أعلى، وسيستمر تخميل الاهتزاز في الحدوث. بهذه الطريقة، يتم تحويل الحالة المثارة S2 الأصلية ذات مستوى طاقة أعلى بسرعة إلى الحالة المثارة S1 ذات مستوى طاقة اهتزازي أدنى. إن التحويل بين حالات الطاقة الإلكترونية S2 و S1 في حالة تقاطع الطاقة المتساوية لا يشمل تغير تعدد دوران الإلكترون وهو ما يسمى بالتحويل الداخلي. يحدث التحويل أيضًا بين الحالات المفردة والثلاثية، من الحالة المثارة S1 إلى الحالة T1. هذا النوع من تحويل حالة الطاقة الإلكترونية المصحوب بتغير تعدد دوران الإلكترون في ظل حالة تقاطع متساوي للطاقة يسمى معبر بين الأنظمة. نظرًا لقانون اختيار دوران الإلكترون 'المحظور'، فإن معدل العبور بين الأنظمة منخفض نسبيًا بشكل عام.

يؤدي التفاعل الكيميائي الضوئي بين جزيئات الصبغة المثارة والجزيئات الأخرى إلى بهت لون الصبغة وفقدان الضوء الهش للألياف.

2. العوامل المؤثرة على ثبات الضوء للأصباغ

1. مصدر الضوء والطول الموجي للضوء المشعع؛

2. العوامل البيئية.

3. الخصائص الكيميائية والهيكل التنظيمي للألياف.

4. قوة الترابط بين الصبغة والألياف.

5. التركيب الكيميائي للصبغة.

6. تركيز الصبغة وحالة التجميع.

7. تأثير العرق الصناعي على تلاشي ضوء الصبغة؛

8. تأثير المساعدين.

إن تأثير اللون العائم للصبغة، والغسل غير الكامل بالصابون بعد الصباغة، وبقايا الأصباغ غير المثبتة والأصباغ المتحللة على القماش سيؤثر أيضًا على ثبات الضوء للنسيج المصبوغ. ثباتها للضوء أقل بكثير من ثبات الأصباغ التفاعلية الثابتة. كلما كان الغسيل بالصابون أكثر دقة، كلما كان ثبات الضوء أفضل. إن استخدام عوامل التثبيت الكاتيونية ذات الوزن الجزيئي المنخفض أو عوامل التثبيت من نوع راتينج البوليامين المكثف والملينات الكاتيونية في تشطيب القماش سوف يقلل بشكل كبير من ثبات الضوء للنسيج المصبوغ. لذلك، عند اختيار عوامل التثبيت والملينات، يجب الانتباه إلى تأثيرها على ثبات الضوء للنسيج المصبوغ.

3. طرق تحسين ثبات الأصباغ للضوء

1. تحسين بنية الصبغة بحيث يمكنها تقليل تأثير نظام تطوير لون الصبغة مع استهلاك الطاقة الضوئية، وبالتالي الحفاظ على اللون الأصلي؛ وهذا هو ما يسمى أصباغ ذات ثبات عالي للضوء . هذه الأصباغ عادة ما تكون أكثر تكلفة من الأصباغ العادية. بالنسبة للأقمشة التي تتطلب التعرض لأشعة الشمس بشكل كبير، أول شيء يجب البدء به هو اختيار الأصباغ.

2. إذا كان القماش مصبوغًا وثبات الضوء لا يلبي المتطلبات، فيمكن أيضًا تحسينه بواسطة المواد المساعدة. أضف المواد المساعدة المناسبة أثناء أو بعد الصباغة، بحيث تتفاعل قبل الصبغة عند تعرضها للضوء، وتستهلك الطاقة الضوئية، وبالتالي حماية جزيئات الصبغة. تنقسم بشكل عام إلى ماصات للأشعة فوق البنفسجية وعوامل مضادة للأشعة فوق البنفسجية، والمعروفة مجتمعة باسم معززات ثبات ضوء الشمس.

4. يوصى باستخدام الأصباغ عالية التعرض لأشعة الشمس وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية مع تأثيرات أفضل:

توفر هذه السلسلة ثباتًا ممتازًا للضوء، وتلبي متطلبات الأقمشة المختلفة. فهو يقلل من تكاليف الصباغة مع الحفاظ على معايير عالية للتعرض للضوء. مناسب للأقمشة التي تحتاج إلى ثبات خفيف ومتين.

عامل التشطيب المضاد للأشعة فوق البنفسجية Sylic®

إذا كنت ترغب في الحصول على عينات، يرجى الاتصال بنا: info@tiankunchemical.com