Nguyên nhân thuốc nhuộm bị phai màu dưới ánh nắng mặt trời

Khi phân tử thuốc nhuộm hấp thụ năng lượng của photon sẽ làm cho electron hóa trị bên ngoài của phân tử chuyển từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích. Theo các cấu trúc khác nhau, các phân tử thuốc nhuộm có thể có các quá trình kích thích khác nhau dưới tác dụng của sóng ánh sáng có bước sóng khác nhau, bao gồm π→π*, n→π*, CT (truyền điện tích), S→S (trạng thái đơn), S→T (trạng thái bộ ba), trạng thái cơ bản→trạng thái kích thích thứ nhất và trạng thái cơ bản→trạng thái kích thích thứ hai, v.v. Trạng thái cơ bản của trạng thái singlet được viết là S0, và trạng thái singlet kích thích thứ nhất và thứ hai được viết là S1 và S2. Các trạng thái ba dòng tương ứng được biểu thị bằng T0, T1 và T2.

Trong quá trình tăng cường, các phân tử thuốc nhuộm bị kích thích vào trạng thái kích thích điện tử ở các mức năng lượng dao động khác nhau. Mức năng lượng dao động của chúng sẽ giảm nhanh chóng, chuyển năng lượng thành nhiệt và tiêu tan. Quá trình giảm mức năng lượng này được gọi là sự thụ động dao động. Trong quá trình thụ động dao động, trạng thái kích thích S2 có mức năng lượng dao động thấp cũng sẽ được chuyển thành trạng thái kích thích S1 với mức năng lượng dao động cao hơn và quá trình thụ động dao động sẽ tiếp tục. Bằng cách này, trạng thái kích thích S2 với mức năng lượng cao hơn nhanh chóng được chuyển thành trạng thái kích thích S1 với mức năng lượng dao động thấp nhất. Sự biến đổi giữa trạng thái năng lượng điện tử S2 và S1 trong điều kiện giao nhau năng lượng bằng nhau không bao gồm sự thay đổi bội số spin của electron, gọi là biến đổi nội tại. Cũng sẽ có sự chuyển đổi giữa trạng thái bộ ba và bộ ba, từ trạng thái kích thích S1 sang T1. Kiểu chuyển đổi trạng thái năng lượng điện tử này trong điều kiện giao nhau năng lượng bằng nhau với bội số spin của điện tử được gọi là giao thoa giữa các hệ thống. Do định luật chọn lọc spin electron bị 'cấm' nên tốc độ di chuyển giữa các hệ thống nhìn chung tương đối thấp.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền ánh sáng của thuốc nhuộm

1. Bước sóng của nguồn sáng và ánh sáng chiếu tới;

2. Yếu tố môi trường;

3. Tính chất hóa học và cấu trúc sắp xếp của sợi;

4. Độ bền liên kết giữa thuốc nhuộm và chất xơ;

5. Cấu trúc hóa học của thuốc nhuộm;

6. Nồng độ thuốc nhuộm và trạng thái kết tụ;

7. Ảnh hưởng của mồ hôi nhân tạo đến sự phai màu của thuốc nhuộm;

8. Ảnh hưởng của chất phụ gia.