Факторы, влияющие на светостойкость красителей и методы ее улучшения

Введение

Светостойкость – это способность окрашенных материалов сохранять свой первоначальный цвет под воздействием солнечных лучей. Согласно общим правилам, определение светостойкости основано на солнечном свете. Для облегчения контроля в лаборатории обычно используются искусственные источники света, которые при необходимости корректируются. Наиболее часто используемыми источниками искусственного света являются ксеноновые лампы, также применяются угольные дуговые лампы. Когда окрашенные материалы подвергаются воздействию света, краситель поглощает световую энергию, уровень энергии увеличивается, молекулы находятся в возбужденном состоянии, цветовая система молекул красителя изменяется или разрушается, что приводит к разложению красителя и обесцвечиванию или выцветанию.

1. Влияние света на красители

Когда молекула красителя поглощает энергию фотона, это приводит к переходу внешних валентных электронов молекулы из основного состояния в возбужденное состояние.

В зависимости от структуры молекулы красителя могут подвергаться различным процессам возбуждения под действием световых волн разной длины волны, включая π →π*, n → π*, CT (перенос заряда), S →S (синглет), S → T (триплет), основное состояние → первое возбужденное состояние и основное состояние → второе возбужденное состояние. Основное состояние синглетного состояния записывается как S0, а первое и второе возбужденные синглетные состояния записываются как S1 и S2 соответственно. Соответствующие триплетные состояния представлены T0, T1 и T2.

В процессе возбуждения молекулы красителя переходят в электронные возбужденные состояния различных колебательных энергетических уровней, и их колебательные энергетические уровни быстро уменьшаются, преобразуя энергию в тепло и рассеиваясь. Этот процесс понижения уровня энергии называется вибрационной пассивацией. В процессе вибрационной пассивации возбужденное состояние S2 с низким уровнем колебательной энергии также преобразуется в возбужденное состояние S1 с более высоким уровнем колебательной энергии, и пассивация вибрации будет продолжать происходить. Таким образом, исходное возбужденное состояние S2 с более высоким уровнем энергии быстро преобразуется в возбужденное состояние S1 с самым низким уровнем колебательной энергии. Преобразование между электронными энергетическими состояниями S2 и S1 при условии равноэнергетического пересечения не включает изменение множественности спинов электронов, которое называется внутренней конверсией. Преобразование также происходит между синглетным и триплетным состояниями, из возбужденного состояния S1 в возбужденное состояние T1. Такой вид преобразования электронного энергетического состояния, сопровождающийся изменением множественности спинов электронов при условии равноэнергетического пересечения, называется интеркомбинационным пересечением. Из-за «запрещенности» закона выбора спина электрона скорость межкомбинационного перехода обычно относительно невелика.

Фотохимическая реакция между возбужденными молекулами красителя и другими молекулами приводит к световыцветанию красителя и светоломкости волокна.

2. Факторы, влияющие на светостойкость красителей.

1. Источник света и длина волны излучаемого света;

2. Факторы окружающей среды;

3. Химические свойства и организационная структура волокон;

4. Прочность сцепления между красителем и волокном;

5. Химическая структура красителя;

6. Концентрация красителя и агрегатное состояние;

7. Влияние искусственного пота на выцветание красителя;

8. Влияние вспомогательных средств.

На светостойкость окрашенной ткани также влияет влияние плавающего цвета красителя, неполной отмывки мылом после крашения, остатков нефиксированных красителей и гидролизованных красителей на ткани. Их светостойкость значительно ниже, чем у фиксированных реактивных красителей. Чем тщательнее промывка мылом, тем лучше светостойкость. Применение катионных низкомолекулярных или полиаминовых закрепителей типа конденсированных смол и катионных мягчителей при отделке тканей значительно снижает светостойкость окрашенной ткани. Поэтому при выборе закрепителей и смягчителей необходимо обращать внимание на их влияние на светостойкость окрашенной ткани.

3. Методы повышения светостойкости красителей.

1. Улучшить структуру красителя, чтобы он мог минимизировать влияние системы развития цвета красителя, потребляя при этом световую энергию, тем самым сохраняя первоначальный цвет; то есть так называемый Красители высокой светостойкости . Такие красители обычно дороже обычных. Для тканей, требующих повышенного воздействия солнечных лучей, первое, с чего следует начать, – это выбор красителей.

2. Если ткань была окрашена и светостойкость не соответствует требованиям, ее также можно улучшить вспомогательными средствами. Добавляйте соответствующие вспомогательные вещества во время или после окрашивания, чтобы они реагировали раньше красителя при воздействии света, потребляя энергию света, тем самым защищая молекулы красителя. Обычно делятся на поглотители УФ-излучения и анти-УФ-агенты, известные под общим названием усилители устойчивости к солнечному свету.

4. Рекомендуемые красители с высоким содержанием солнечного света и поглотители УФ-излучения с лучшими эффектами:

Обладая превосходной светостойкостью, эта серия отвечает различным требованиям к тканям. Это снижает затраты на окрашивание, сохраняя при этом высокие стандарты освещенности. Подходит для тканей, требующих длительной светостойкости.

Sylic® Анти-УФ финишное средство

Если вы хотите получить образцы, пожалуйста, свяжитесь с нами: info@tiankunchemical.com