染料分子结构与耐光性能的关系

染料在纤维上的耐光牢度与许多因素有关,如染色纤维的类型、性质,光源特性,温度,湿度以及染色深度,染料分子结构特征等。

对于提高酸性染料耐光牢度的另一个比较有效的方法,是在染料分子中引入某些特殊基团,使染料分子结构的稳定性提高,或者是影响染料分子在染色纤维中的物理状态,进而提高其耐   光牢度。典型的取代基团是不同的磺酰氨基,如一SO2NR2、一NHSO2Ph、SO2NHCH3等,   它们可以引入到酸性染料以及金属络合染料分子中。

在实际应用中,更多的是把脂肪族碳链引入到酸性染料分子中,不仅对染料的耐光牢度有所提高,而且也可改进湿处理性能。测定的结果表明,随着引入脂肪碳链长度的增加,其耐光牢   度提高,通常C4~C3为佳,如果引入更长的脂肪链如C16,则耐光牢度降低。

分子中含有脂肪族碳链的长度对染色织物耐光牢度的影响,可以认为与染料分子在纤维中的物理状态有关。具有中等长度碳链的染料比较容易形成聚集状态或胶束,这样可以比较容易   地在染料分子光化学分解之前消除或分解掉染料激发状态的能量,或降低激发状态染料分子存在的时间,或者是使得受到O2、游离基、H2O2等反应质点进攻的面积减小,从而提高染料的耐光牢度。而含有更长的脂肪族碳链,可以增加这些染料分子的表面活性,降低染料聚集体的稳定性,使染料在纤维内部以单分子存在。因此一定要依据应用要求,选择适当长度的脂肪链。

由氨基蒽醌磺酸衍生的酸性及弱酸性染料染羊毛的耐光牢度均较好,这是由蒽醌母体结构所决定的。与氨基葱醌分散染料相似,当在氨基的邻位引入磺酸基、甲基或其他取代基团时,降低了蒽醌   1位的氨基对光氧化作用的活泼性,提高了其耐光稳定性。同时,如果在蒽醌类酸性染料分子中引入脂肪族碳链时,则以C8~C12为宜,否则耐光牢度也会降低。

芳甲烷类染料具有强度高、色光鲜艳等优点,但通常在天然纤维上,如羊毛、丝或棉纤维   上耐光牢度可有1级至4~5级,平均为2级。

有效改进三芳甲烷类酸性染料的途径,除了在分子中引入适当数目的磺酸基外,还可以通过   在三芳甲烷分子结构中心碳原子的邻位引入某些特定的取代基团,如一C1、一CH3及一SO3H,   由于这些基团的存在,产生了空间位阻效应,使三个苯环不处于同一个平面,降低了中心碳原子的反应活性,增加了染料分子的光化学稳定性,提高了染料在纤维上的耐光牢度。典型的品种如酸   性紫4BNS的耐光牢度只有1级,而引人取代基的染料酸性艳绿B耐光牢度可提高至2~3级