Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu nhuộm với ánh sáng mặt trời và phương pháp cải tiến

Độ bền của ánh nắng mặt trời đề cập đến khả năng của thuốc nhuộm giữ lại màu ban đầu của nó dưới ánh sáng mặt trời. Theo nguyên tắc chung, việc xác định độ bền màu với ánh sáng mặt trời etheric là tiêu chuẩn. Trong phòng thí nghiệm, các nguồn sáng nhân tạo thường được sử dụng để kiểm soát dễ dàng và hiệu chỉnh nếu cần thiết. Nguồn sáng nhân tạo phổ biến nhất là ánh sáng thoát vị, nhưng cũng có ánh sáng hồ quang than. Dưới sự chiếu xạ của ánh sáng, thuốc nhuộm hấp thụ năng lượng ánh sáng, mức năng lượng tăng lên, các phân tử ở trạng thái kích hoạt và hệ màu của các phân tử thuốc nhuộm thay đổi hoặc bị phá hủy, dẫn đến sự phân hủy và đổi màu của thuốc nhuộm.

 

1. Ảnh hưởng của ánh sáng đến thuốc nhuộm

Khi một phân tử thuốc nhuộm hấp thụ năng lượng của một photon, nó làm cho các 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 quá trình tăng cường khác nhau có thể xảy ra trong các phân tử thuốc nhuộm, bao gồm π → π *, n → π *, CT (chuyển điện tích), S → S (trạng thái singlet), S → T (trạng thái bộ ba), trạng thái mặt đất → trạng thái kích thích thứ nhất và trạng thái cơ bản → trạng thái kích thích thứ hai. Trạng thái cơ bản của một singlet được viết là S0, và các singlet kích thích thứ nhất và thứ hai được viết lần lượt là S1 và S2. Các trạng thái tam giác tương ứng được biểu thị bằng T0, T1 và T2.

Trong quá trình kích hoạt, các phân tử thuốc nhuộm được kích hoạt thành các mức năng lượng rung động khác nhau, mức năng lượng rung động của chúng sẽ bị giảm nhanh chóng, năng lượng sẽ được chuyển thành nhiệt và tiêu tán, quá trình giảm năng lượng này được gọi là thụ động rung động. Trong quá trình thụ động rung, Trạng thái kích thích của S2 với mức năng lượng rung thấp sẽ được chuyển thành trạng thái kích thích của S1 với mức năng lượng rung động cao và sự thụ động rung sẽ tiếp tục xảy ra. Theo cách này, trạng thái kích thích S2 từ mức năng lượng cao hơn được chuyển đổi nhanh chóng sang trạng thái kích thích S1 từ mức năng lượng rung động thấp nhất. Sự biến đổi giữa các trạng thái năng lượng điện tử S2 và S1 trong điều kiện giao cắt năng lượng bằng nhau không bao gồm sự thay đổi của bội số electron, được gọi là biến đổi bên trong. Ngoài ra còn có sự chuyển đổi giữa singlet và triplet, từ S1 sang T1. Sự biến đổi trạng thái năng lượng điện tử trong điều kiện giao cắt năng lượng bằng nhau được gọi là kênh hệ thống giao nhau. Do sự cấm đoán của người Bỉ về luật lựa chọn spin electron, tỷ lệ trao đổi chéo hệ thống nói chung là tương đối thấp.

Phản ứng quang hóa giữa các phân tử thuốc nhuộm được kích hoạt và các phân tử khác dẫn đến sự phai màu của thuốc nhuộm và sự mất giòn của sợi.

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền với ánh sáng của thuốc nhuộm;

 a. Bước sóng của nguồn sáng và ánh sáng chiếu xạ;

 b. Nhân tố môi trường;

 c. Tính chất hóa học và cấu trúc tổ chức của sợi;

 d. Sức mạnh liên kết của thuốc nhuộm và sợi;

 e. Cấu trúc hóa học của thuốc nhuộm;

 f. Nồng độ thuốc nhuộm và trạng thái kết tập;

 g. Ảnh hưởng của mồ hôi nhân tạo lên quá trình nhuộm màu;

 h. Ảnh hưởng của phụ trợ.

Dưới ảnh hưởng của màu nhuộm nổi, xà phòng sau khi nhuộm không triệt để, và thuốc nhuộm không pha trộn và thuốc nhuộm thủy phân vẫn còn trên vải cũng sẽ ảnh hưởng đến độ bền ánh sáng của thuốc nhuộm, rõ ràng là thấp hơn so với thuốc nhuộm phản ứng cố định. Xà phòng càng kỹ lưỡng thì độ bền ánh sáng càng tốt.

Nhựa ngưng tụ phân tử hoặc polyamine cation thấp và chất làm mềm cation được sử dụng trong hoàn thiện vải, rõ ràng sẽ làm giảm độ bền với ánh nắng mặt trời. Do đó, chúng ta phải chú ý đến tác động của các chất cố định và chất làm mềm đối với độ bền với ánh sáng mặt trời.

3.Methods để cải thiện độ bền với ánh sáng mặt trời

a. Cải thiện cấu trúc thuốc nhuộm để giảm ảnh hưởng đến hệ màu tóc nhuộm trong khi tiêu thụ năng lượng ánh sáng, để duy trì màu gốc; Điều này thường được gọi là độ bền cao đối với thuốc nhuộm mặt trời. Giá của loại thuốc nhuộm này thường cao hơn so với thuốc nhuộm thông thường.

b. Nếu vải đã được nhuộm, nhưng độ bền của ánh nắng mặt trời không đáp ứng các yêu cầu của vỏ, cũng có thể được cải thiện thông qua các chất phụ gia. Trong quá trình nhuộm hoặc sau khi nhuộm, các chất phụ gia thích hợp được thêm vào, để phản ứng ánh sáng xảy ra trước khi nhuộm khi tiếp xúc với ánh sáng và năng lượng ánh sáng được tiêu thụ, để bảo vệ các phân tử thuốc nhuộm. Chất phụ tổng hợp hấp thụ tia cực tím và chống tia cực tím, chống cháy nắng chung.


Thời gian đăng bài: Jul-24-2020