染料為什么在太陽底下褪色？

在了解原因之前，我們先要知道什么叫做“耐日曬牢度”。

耐日曬牢度：是指染色物在日光照射下保持原來色澤的能力。按一般規(guī)定，耐日曬牢度的測定以太陽光為標準。在實驗室中為了便于控制，一般都用人工光源，必要時加以校正。最常用的人工光源是疝氣燈光，也有用炭弧燈的。染色物在光的照射下，染料吸收光能，能級提高，分子處于激化狀態(tài)，染料分子的發(fā)色體系發(fā)生變化或遭到破壞，導(dǎo)致染料分解而發(fā)生變色或褪色現(xiàn)象。

一、光照對染料產(chǎn)生的影響

當一個染料分子吸收一個光子的能量后，將引起分子的外層價電子由基態(tài)躍遷到激化態(tài)。

按結(jié)構(gòu)的不同，染料分子在不同波長光波的作用下可以發(fā)生不同的激化過程，有π →π*、n → π*、CT（電荷轉(zhuǎn)移）、S

→S（單線態(tài)）、S →

T（三線態(tài)）、基態(tài)→第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)→第二激化態(tài)等。單線態(tài)的基態(tài)寫作S0，第一和第二激化單線態(tài)分別寫作S1和S2。相應(yīng)的三線態(tài)則以T0、T1、T2表示。

在激化過程中，染料分子被激化成各種振動能級的電子激化態(tài)，它們的振動能級會迅速降低，將能量轉(zhuǎn)化為熱而消散，這種降低能級的過程稱為振動鈍化。在振動鈍化過程中，振動能級低的S2激化態(tài)也會轉(zhuǎn)化成為振動能級較高的S1激化態(tài)，并繼續(xù)發(fā)生振動鈍化。這樣，原來能級較高的S2激化態(tài)迅速轉(zhuǎn)化為最低振動能級的S1激化態(tài)。

等能量相交條件下的S2、S1電子能態(tài)之間的轉(zhuǎn)化不包含電子自旋多重性的變化，被稱為內(nèi)部轉(zhuǎn)化。單線態(tài)和三線態(tài)之間也會發(fā)生轉(zhuǎn)化，從S1轉(zhuǎn)化成T1激化態(tài)。這種伴有電子自旋多重性變化，在等能量相交條件下的電子能態(tài)轉(zhuǎn)化叫做系間竄越。由于受電子自旋選律的“禁戒”，系間竄越的速率一般是比較低的。

激化的染料分子與其他分子間發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致了染料的光褪色和纖維的光脆損。

二、影響染料耐光牢度的因素

1.光源與照射光的波長； 2.環(huán)境因素； 3.纖維的化學(xué)性質(zhì)與組織結(jié)構(gòu)； 4.染料與纖維的鍵合強度； 5.染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)； 6.染料濃度與聚集態(tài)； 7.人工汗液在染料光褪色中的影響； 8. 助劑的影響。

三、 改進染料耐日曬牢度的方法

1、對染料結(jié)構(gòu)進行改進，使其能夠在消耗光能量的同時盡量降低染料發(fā)色體系受到的影響，從而保持原有色澤；即常說的高日曬牢度染料。此類染料在價格上一般高于普通染料，對于高日曬要求的織物，首先應(yīng)從染料選擇入手。

2、如果織物已經(jīng)染色，而日曬牢度達不到要求的情況下，也可以通過助劑來改善。在染色過程中或染色后添加合適的助劑，使其在受到光照時先于染料發(fā)生光反應(yīng)，消耗光能量，以此起到保護染料分子的作用。一般分紫外線吸收劑和抗紫外線劑，統(tǒng)稱耐日曬牢度提升劑。

活性染料淺色染色織物的耐日曬牢度

活性染料的受光照褪色是一種非常復(fù)雜的光氧氯化反應(yīng)，知道了光褪色機理后，在染料的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計時有意識地對光氧化反應(yīng)制造一些障礙，延緩光褪色。例如含有多爾磺酸基和吡唑啉酮的黃色染料，酞菁甲瓚和雙偶氮三螯合環(huán)的藍色染料，以及含金屬絡(luò)合的紅色染料，但仍缺乏鮮艷的紅色耐日曬牢度的活性染料。

染色物的日曬牢度隨染色濃度變化而有所不同，同一種染料在同一種纖維上染色的織物，日曬牢度隨染色濃度增加而進步，淺色織物的染色濃度低，日曬牢度相應(yīng)下降。但是常見的染料在印制染料色卡上的日曬牢度是在染色濃度是標準深度1/1（即1％owf或20-30g/l染料濃度）下測定的，假如染色濃度為1/6，1/12或1/25的情況下，日曬牢度將大幅下降。

有人提出用紫外線吸收劑來進步日曬牢度，這是不可取的方法，紫外線要用很多，也只能進步半級，本錢都要進步很多。因此只有公道選用染料才能解決日曬牢度。