（纺织工程专业论文）盐雾条件下染料光褪色的研究.pdf

摘要 摘要 染料的光褪色性能是染料品质的重要指标。而染色纤维的光褪色现象是非 常普遍的。很长一段时间，人们认为染料日晒牢度的决定因素是染料的结构。 然而，之后的很多研究表明，同一染料在相同纤维上，由于周围的环境因素不 同，其日晒牢度有着很大差别。实际上决定染料日晒牢度不仅有染料分子本身 的因素，还与染色材料、染色工艺、照射光波长及强度、温度、染色介质组分、 干湿程度、汗渍等多种因素有关。因而环境因素也成为研究染料日晒牢度的一 个重要方面。盐雾环境是有盐分的微细液滴分散于大气之中所构成的一个弥散 系统。本课题将探讨盐雾环境对部分染料日晒牢度的影响。 为了探索沿海地区纺织品日晒牢度较差的成因，采用中性、酸性盐雾条件 模拟海洋大气环境，对部分染料染色织物进行加速日晒实验，利用测定与原样 相比色度值变化的方法，判断染料耐日晒情况，探讨模拟海洋大气环境对染料 日晒牢度的特殊影响。结果表明：盐雾环境不会影响染料本身的色光；但盐雾 环境对不同结构染料的日晒牢度有显著影响，本实验中的葸醌类染料c i d i s p e f s eb h l e7 3 和c i a c i db l u e8 0 在盐雾环境下的日晒牢度显著低于该染料 在正常大气环境中的日晒牢度，而盐雾环境对偶氮类染料c i d i s p e 稻er e d 1 6 7 ：1 、c i d i s p e 幅ey e l l o w2 1 1 、c i d i s p e r s er e d8 2 、c i a c i dr e d2 4 9 、c i a d d y ，e l l o w1 1 7 的日晒牢度影响较小。进而选出一支在盐雾环境中日晒牢度较差的 葸醌类染料c i a c i db l u e8 0 ，在盐雾环境下进行紫外光照，研究影响其分解率 的因素。研究结果表明：随着中性或酸性盐雾浓度的增大，其分解率有所增高； 随着紫外光照时间的增加，染料的分解率也相应的增高；商品染料中的添加剂 能在一定程度上降低染料在盐雾环境下经紫外光照的分解率。整个实验中，在 对不同日晒牢度等级布样进行c i e l a b 色差值测试后，得出了c i e l a b 色差值与 i s o1 0 5 - b 0 2 八级日晒牢度标准的对应关系。这一关系的提出，将较好的避免 在人工运用该标准评级时出现的误差，提高了i s o1 0 5 b 0 2 八级日晒牢度标准 在实际运用中的精确度。 关键词：盐雾；日晒牢度；偶氮类染料；葸醌类染料；分解率 江南大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ep h o t o f l d i n go fd y e si so n eo ft h em a i ni n d i c a t o ri nd y eq u a l i t y a n d t h e p h e n o m e n o no fp h o t o f i l d i n gi nd y e i n gf a b r i ci sv e r yc o m m o n f o ral o n gt l m e ，p e o p l e t m n kt h a tm ed e t e m l i n i n gf a c t o ro fd y ef a s t n e s si st h ed y es t r u c t u r e h o w e v e r r e c e n t l y ， m a l l vs t u d i e sh a v es h o w nt h a tb e c a u s eo ft h ed i 行e r e n te n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ，t h e s 锄ed v eo nm es a m ef i b e rh a sd i f i e r e n t1 i 曲tf a s t n e s s a c t u a l l yt h ed e t e h n i n i n g f a c t o r so ft h ed y el i 曲tf a s t n e s sa r en o to n l yt h ed y em 0 1 e c u l e s ，b u ta l s ow i mt h e s t a i n i n gm a t e r i a l ，d y e i n gp r o c e s s ，i r r a d i a t i o nw a v e l e n g ma n di n t e n s i t y ，t e m p e r a t l 】r e ， d y e i n gm e d i u mc o m p o n e n t s ，t h ed e 孕e eo fw e ta n dd 彤p e r s p i r a t i o na n do t h e r f a c t o r s t h u st h ee n v i r o n m e n t a lf a c t o rh a v eb e c o m e 锄i m p o r t a n ta s p e c to f 。t h e1 1 9 卅 f a s t n e s so fd y e s s a l ts p r a yi sad i s p e r s i o ns y s t 唧c o n s i s t e db yt i n yd r o p l e t s o f s a l t t h i st o p i cw i l li n v e s t i g a t et h ee a e c t so fs a l ts p r a yo nl i g h tf a s t n e s so fs o m ed y e d f a b r i c s f o rt h ep u r p o s eo f 恤d i n gt h ec a u s eo ff o m a t i o nt h a tt h ed y e i n g s h a v e1 0 wl i g h t f a s t n e s so nc o a s t l a n d ，t h ea c c e l e r a t e dn e u t r a ls a l ts p r a yt e s ta j l da c i d ys a l ts p r a yt e s t w e r eu s e dt os i m u l a t eam a r i n ee n v i r o n m e n t ，t h ed y e i n g sh a dt h es u n l i g h tt e s ta n d d e t e m i n em e1 i 曲tf a s t n e s st os u i l l i 曲t i tm a k e su s eo fa s s a y i n gt h ec h a n g eo f t h e c o l o 渤1 e t r i cd a t at o d e t e 肌i n em el i 曲tf a s t n e s s 1 1 1 ee 行e c t s o ft h em 撕n e e n v i r o n m e n to n1 i 曲tf a s t n e s so fd y e df a b r i c sw e r ed i s c u s s e d t h er e s u l ts h o w e dt h a t m es a l ts p r a yh a dl i t t l ei n n u e n c eo nt h es h a d eo ft h ed y e i n g s i tw a so b s e r v e dt h a tt h e 1 i g mf a s t n e s so fd i 丘e r e n td y e i n g sw e r en o ta l i k ei ns a l ts p r a ye n v i r o m e n t u n d e rt h e s a l ts p r a ye n v i r o 衄e n t ，m e1 i 曲tf a s t n e s so ft h ea i l t l l r a q u i n o n ed y e ss u c ha s c i d i s p e r s eb l u e7 3a 1 1 dc i a c i db l u e8 0w e r ei i 】【u c h l o w e rt h a nm eo n eu n d e rt h e n o n n a la t n l o s p h e r i ce n v i r o n m e n t b u tt h es a l ts p r a yt e s th a d1 i t t l ei n n u e n c eo nt h e v a l u eo ft h el i 丑l tf a s t n e s so fa z od y e i n g ss u c ha sc i d i s p e r s er e d 16 7 ：1 ，c i d i s p e r s ey e u o w2 11 ，c i d i s p e r s er e d8 2 ，c i a c i dr e d2 4 9 ，c i a c i dy e l l o w 1 1 7 t h e ns e l c tc i a c i db 1 u e8 0w h i c hh a sl o wl i 曲t f a s t n e s si ns a l ts p r a y e n v i r o n m e n t a n di n v e s t i g a t et h ed e t e m l i n i n gf a c t o r so fi t sd e c o m p o s i t i o nr a t eu n d e r t h eu vi r r a d i a t i o ni n s a l t s p r a ye n v ir o 姗e n t t h e r e s u l ts h o w e dm a ta st h e c o n c e n t r a t i o no fs a l ts p r a y ，t h ed e c o m p o s i t i o nr a t eh a si n c r e a s e d ； a st h eu v i r r a d i a t i o nt i m e ，t h ed e c o m p o s i t i o nr a t eh a si n c r e a s e d t h ea d d i t i v eo fc o m m e r c i a l d v e sc 弛r e d u c et h ed e c o m p o s i t i o nr a t eo fd y e sw h i c h u n d e rt h eu vi r r a d i a t i o ni ns a l t s p r a ye n v i r o n m e n t t h r o u g h o u tt h ee x p e r i m e n t ，w eg o tt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h e i i a b s t r i c t c o l o r i m e t r i cd a t ao fc i e l a b 锄d e i g h tl i g h t 风缸l 懿ss t 锄d a r d s 1 ( e y w o r d s ：s a l ts p r a y ；1 i g h tf a s 缸l e s s ；a z od y e ；锄廿1 1 硼u i i l o n ed y e ；d e c 伽叩o s i 廿0 n i i i 1 2 1 1 2 3 3 4 5 5 6 6 7 7 9 9 9 9 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 ，l 1 1 l 1 1 l ，l 1 1上l，l 1，l，上，上 江南大学硕士学位论文 2 5 3 盐雾浓度对紫外线照射下染料( 提纯) 分解率的影响1 4 2 5 4 紫外线照射时间对染料( 提纯) 分解率的影响1 4 第三章实验结果与讨论15 3 1 中性盐雾环境对染料色光的影响1 5 3 2 酸性盐雾环境对染料色光的影响1 5 3 3 中性盐雾环境对染料日晒牢度的影响1 6 3 4 酸性盐雾环境对染料日晒牢度的影响1 7 3 5 盐雾环境对不同结构染料日晒牢度的影响1 8 3 6c i e l a b 表色系统及其色差值与八级日晒牢度标准的关系1 9 3 7 盐雾环境下染料光褪色定量分析2 2 3 7 1 染料光褪色定量分析方法2 2 3 7 2 染料浓度一吸光度工作曲线的制定2 2 3 7 3 盐雾浓度对紫外线照射下染料分解率的影响2 2 3 7 4 紫外线照射时间对染料分解率的影响2 4 3 7 5 染料( 提纯后) 浓度一吸光度工作曲线的制定2 5 3 7 6 盐雾浓度对紫外线照射下染料( 提纯后) 分解率的影响2 6 3 7 7 紫外线照射时间对染料( 提纯后) 分解率的影响2 7 结论3 0 致谢31 参考文献3 2 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文3 5 日茜 1 1 概述 第一章前言 染色纤维的光褪色现象是非常普遍的，人们对这一现象的研究持续了近乎2 0 0 年的 时间【l j 。随着各种新型染料、染色方法和新型纤维的出现，对这一现象的研究也更加的 广泛和深入。然而，染料的光褪色是一种非常复杂的物理化学变化，很难由单一或几个 原因解释清楚，其内在的机理还不是十分明确。一直以来，人们通常认为染料的结构是 决定其日晒牢度的主要原因。因而，染整工作者们更多的从染料分子结构设计这一方向 去提高染料的日晒牢度。但是，之后的研究发现，很多情况下即便是同一个染料结构， 在不同的环境因素作用下其日晒牢度也有着很大的差别。例如，用于涤纶纤维染色的分 散染料在用3 1 6 n m 波长的光照射时褪色现象非常明显。然而，同样的染料在二乙酸酯和 三乙酸酯纤维上的褪色敏感波长是在垒3 0 i 】m 和2 5 9 n m 2 捌。染料的耐光牢度不仅仅单纯是 靠染料本身结构决定的，实际上应当是染料，纤维这一体系中包含的所有因素的影响结 果。而且，染料光褪色的机理也会由于染色工艺、染色材料、纤维特点、照射光波长及 强度、染色介质组分、温度、干湿程度、汗渍等因素的改变而不同【4 5 】。因而，环境因素 也成为研究染料日晒牢度的一个重要方面。并且，对它的研究也越来越受到染整工作者 们的关注。 自然界中的盐雾是含有盐份的微细液滴分散于大气之中所构成的一个弥撒系统。盐 雾环境是气候环境因素中的主要因素之一。人们已经发现盐雾对工业产品存在着强烈的 腐蚀破坏作用，并且开始对腐蚀破坏范围、规律、程度进行逐步深入的调查研究。进而， 人们开始着手研究自然界中盐雾的形成原因、分布情况及其腐蚀破坏机理。而且，人们 提出了模拟大气环境中盐雾腐蚀的实验室盐雾试验方法。生产制造部门则研究耐盐雾的 新产品、新工艺、新材料。现今，盐雾技术已作为环境工程学的重要组成部份，在军用 和民用各工业领域中占据重要地位。 本实验对染料在盐雾环境下其光褪色机理进行探讨，对进一步提高染料日晒牢度的 研究有一定帮助，特别是对盐雾浓度较高的沿海地区，盐雾环境对衣物光褪色机理的研 究做出了初步的探讨。 1 2 染料光褪色机理 1 2 1 蒽醌类染料光褪色机理 葸醌型染料的光褪色过程是一个非常复杂的过程【6 1 。比如，烷氨基葸醌在有氧气存 在的条件下，生成羟胺化合物是其光褪色过程最重要的一个阶段，再而继续深度氧化。 此外，还会发生去烷基化作用，发生纤维红化现象【7 1 。一般认为氨基的电子云密度越高， 江南大学硕士学位论文 碱性越强，则氨基越容易被氧化成羟胺，相对应的染料的日晒牢度就越低。所以，假如 在氨基的邻位引入吸电子基团，就能有效降低氨基的电子云密度，染料的日晒牢度就会 得到提高。 在研究取代的氨基葸醌的日晒牢度时，发现染料的日晒牢度与葸醌环上氨基的碱性 呈线性关系【8 】，如果引入的取代基使氨基上n 原子的电子密度增大，则使氨基的碱性增 强，从而降低染料的日晒牢度；反之，则会提高染料的日晒牢度。 蒽醌型染料的褪色过程通常有三种模式例：( 1 ) 染色纤维在褪色前后的紫外一可见 吸收曲线的大小变化较小，吸收曲线的峰形没有变化；( 2 ) 纤维在褪色前后的吸收曲线 的大小变化较大，吸收曲线的峰形变化较小；( 3 ) 纤维在褪色前后的吸收曲线的大小和 峰形变化较大。在三种褪色模式下，染料日晒牢度的变化程度大小顺序是( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) 。 h y d r o x y l a n o n p r o u d u c t s 图1 1 烷氨基恿醌的褪色机理 f i g 1 1t h ef a d i n gm e c h a n i s mo fa l k y l a m i n o - a n t i l r a q u i n o n e 1 2 2 偶氮类染料光褪色机理 偶氮染料偶氮键具体的断裂方式与纤维的种类以及染色纤维所处的环境相关1 0 】， 主要包含以下三种机理【11 】： 1 2 2 1 氧化机理 s 与s 三线态 ( 1 ) s + 0 2 _ s + 0 2 单线态 ( 2 ) 0 ，+ d y e 一褪色 ( 3 ) n o m a n 等人认为偶氮染料的光褪色现象主要与单线态氧分子的存在相关 12 1 ，其原 理是敏化剂s 在光子的作用下形成三线态敏化剂s ，然后s 再将能量传递转移给0 2 形成单 线态氧分子0 2 ，继而0 2 与染料分子反应导致染料氧化褪色。偶氮染料在有氧气存在的 环境下，在非蛋白质纤维( 聚丙烯纤维除外) 上的光化学反应机理为光氧化机理，先生成氧 化偶氮苯衍生物，然后再在光能作用下发生重排、水解、分解，最后生成肼及邻苯二醌 ， 3 叫iili no 前言 【l3 | 。 1 2 2 2 还原机理 偶氮染料在无氧气存在环境下，在蛋白质和聚丙烯等还原性比偶氮染料强的纤维上 的光褪色机理为光还原机理。这是由于这类具有较强还原性的纤维将染料的偶氮键分步 还原，导致偶氮键的断裂【1 4 ，15 1 ，其反应过程如下图所示： y x 寺y x 寺y 呲n x 图1 - 2 偶氮染料偶氮键断裂示意图 f i g 1 - 2n e s c h 锄撕cm i 唧o f 锄b do f 北od y eb r e a l 【i i l g 1 2 2 3 复合机理 偶氮染料在有氧状态下，在蛋白质和聚丙烯等具有还原性的纤维上则存在光氧化和 光还原褪色反应的竞争【1 6 1 。若染料的还原性高于纤维，染料首先被还原，则染料褪色 以氧化机理为主；若纤维的还原性高于染料，则存在着染料被氧气氧化和被纤维还原两 种反应的竞争，至于染料偶氮键的断裂机理是以氧化反应还是还原反应为主，就要看两 种光褪色行为竞争的结果。 1 3 影响染料日晒牢度的因素 1 3 1 太阳光的组成对染料日晒牢度的影响 太阳光中对染料发生光褪色作用的部分主要是紫外线与可见光部分。要对光褪色机 理进行了解，就必须了解紫外线以及可见光对染料的作用机理。通常可以认为，紫外线 由于能量较高，比较容易诱发染料的各种氧化还原反应，是导致染料光褪色的主要条件。 但是s n b a t c h e l o r 等人【r 7 】做过如下试验，他们选择了14 种偶氮活性染料上染棉纤维，将 紫外线，可见光和氧气作为染料光褪色的影响因素来进行研究，并分别考察了染料在没 有紫外线存在；没有氧气存在以及没有紫外线和氧气存在这三种情况下的染料光褪色减 少量。表1 1 【1 8 】将这几种情况的光致褪色减少量进行了比较。 通过对表1 1 中三种情况下光褪色减少量的平均值计算可以得出：当没有紫外线存 在时，染料褪色量( u v 呦平均减少2 2 5 ，在没有0 2 存在时平均褪色量( 0 2 ) 减少4 1 ， 而在没有0 2 和紫外线同时存在下( u v + 0 2 ) 平均褪色量可以减少6 9 5 。因此可以根据 u v 发现可见光与0 2 的共同作用造成的光褪色量可以将近占到8 0 。因而，将以上染料 褪色减少量的平均值计算整理后能够得到这样一个近似的等式： ( u v + 0 2 ) 褪色减少量矾褪色减少量+ 0 2 褪色减少量 这说明紫外线可以在没有氧气存在的情况下对染料产生作用，从而发生褪色，否则上式 江南大学硕士学位论文 的加和关系就无法实现。而且可见光一定程度上需要有氧气的存在才能进行反应。但是， 考虑到s n b a t c h e l o r 等人试验中的真空条件只有2 0 0 0 4 0 0 0 p a ( 水泵抽真空) ，因此该实 验结果也可能存在一定的误差。然而也可以推定紫外线和可见光对染料的光褪色作用机 理很可能是不完全相同的。 表1 - 1 紫外线、可见光以及氧气对染料光褪色的影响 t a b 1 11 1 1 ee 行e c t so fu v ，啊s i b l el i 曲ta i l do x y g e no nd y ep h o t o b l e a c h i n g 再者，考虑到可见光的能量( 3 4 3 w m 2 ) 是紫外线( 4 2 w m 2 ) 的8 倍，而其造成的这类偶 氮染料光褪色量只占到总褪色量的7 0 8 0 ，大概是紫外线所占的4 倍。从这两组数据 的统计结果可以发现，每一瓦紫外线对以上1 4 种偶氮活性染料所造成的褪色效果只有可 见光效果的两倍左右。因此该实验结果和人们传统认识中紫外线的作用能力有很大的出 入。因此在考虑光对染料日晒牢度影响的时候，不能只电纯考虑紫外线的作用，而忽略 了太阳光中其它组份对染料光牢度的大影响。 1 3 2 染料聚集态对染料日晒牢度的影响 染料聚集态对其同晒牢度的影响，人们到迄今为止也没有一个统一的认识。然而早 期的研究表明，染料的物理存在状态以及周围环境对于其同晒牢度的确有着很大的影 4 前言 响，特别是染料的聚集状态。染料在纤维上的存在状态主要分为分子形式、聚集体形式 以及这两种形式的混合状态。g b a x t e r 等人研究了部分染料在纤维上染色后，染料的聚 集态对其日晒牢度的影响【1 9 1 ，实验结果表明聚集态对染料的光褪色有很大的影响。当染 料在纤维上以分子形式存在时，光褪色的反应为1 级反应；而当染料以聚集体形式存在 时，则为0 级反应。但是对于水溶性染料上染棉纤维，在纤维上就同时存在着染料的分 子形式和聚集体形式。染料聚集体内部分子作用力强，容易使能量发生转移，光褪色主 要发生在表面，褪色速度较慢，而分子形式存在的染料褪色速度较快，这就是这类水溶 性染料在初期褪色较快，而随后基本不变的原因。 由于染料在上染纤维时，很难明确分子形态和聚集体形态之间量的关系，同时由于 染料聚集体本身结构的复杂多变性，人们很难详细、系统地研究染料上染纤维后聚集态 对染料光褪色的作用机理，所以也只能大致的定性而不能定量的进行研究【2 0 】。 1 3 3 染色深度对染料日晒牢度的影响 染料的染色深度对其日晒牢度也有很大的影响，当染色深度较深时，分子聚集程度 较大，而且聚集体颗粒也较大，因而内层的分子不容易受到光和其他条件的影响，单位 质量的染料分子与空气和水接触的面积也减小了，所以其光褪色作用被减弱了。相反， 当染色深度较浅时，分子的分散程度较大，更易与光和空气接触，受到的光和空气等的 作用程度也较大，因而日晒牢度就相应下降。 但是，也有研究指出，实际上染色深度越深，染料对光的能量吸收也就越多，反而 更容易产生光褪色作用。只是由于上染的染料分子数量基数太大，所以光照分解染料与 未分解染料的比值要比浅色时小得多。因此布样颜色越深，在布样日晒测试后其色深变 化不像浅色布样的变化那样容易被人眼分辨，使其评测结果较好，这就造成了染色深度 深但日晒牢度高的原因。 杨爱民等学者研究发现【2 1 1 ，对于使用活性染料上染棉纤维，无论是单色的还是组合 色，其日晒牢度随着活性染料染色浓度的变化而有一个最低值的浓度范围，高于或者低 于这一浓度范围，则染料的日晒牢度都会提高。这是因为当染色浓度较低时，颜色的深 度与织物的背景色相比较相差不大，即使受光照发生了变化，也并不明显，从而其日晒 牢度较好；当活性染料染色浓度较高时，棉纤维染得颜色很深，在光照下发生变化的染 料用肉眼观察就会显得较少，从而表现出较好的日晒牢度。所以，只有在一定的浓度范 围内，染料才会表现出较差的日晒牢度。 1 3 4 人体汗辕对染料日晒牢度的影响 耐汗光牢度是指纺织品上的染料对纺织品在服用的过程中所受人体汗液和日光的 共同作用影响的抵抗力【2 2 】。当人们在户外工作或运动时，往往要大量的出汗，染色纤维 在被汗液浸渍的同时，还受到烈日的曝晒，这使其褪色程度比之汗液和光单独作用时都 要更加严重，特别是夏天时穿着衣服的背部等易出汗处，褪色特别明显。而且脱离了纺 织品的染料和染料的降解副产物还会直接接触皮肤，对人体的服用安全性产生危害。目 气 江南大学硕士学位论文 前，染料的耐汗光牢度在日本等发达国家已经被作为染色织物的主要坚牢度指标之一被 考核。 人类汗液的主要成份是水，并且含有一些无机盐类( 如氯化钠等) 、尿素和其它有机 酸和盐。这些有机酸包括组氨酸、酒石酸、苦杏仁酸等几种。这些组份会对染料的光致 褪色反应起到多种催化作用，这也就造成了染料在汗液中的反应机理非常的复杂，不是 单纯一种反应机理就可以解释的。 纤维被汗液中的水浸湿后，增强了染料吸收紫外线和氧气的能力，从而加速了光致 氧化反应的进行。据研究，在活性染料染棉纤维时，棉纤维的含湿率对相应染料的日晒 牢度影响较为明显。假如把空气的相对湿度从4 5 提高到8 0 ，则活性染料染色织物的 日晒褪色速率能提高到原来的2 0 0 3 0 0 【2 3 。汗液的酸碱性也同样会加速染料的光褪 色反应，同时还会引起染料和纤维之间的断键，产生浮色，而浮色的产生会进一步加快 染料的褪色速度。 又由于汗液中的各种还原性氨基酸( l _ 组氨酸盐酸盐等) 的存在，这些还原性氨基酸 可以导致许多染料发生较强的光致还原反应【2 4 ，25 1 。从而使这些染料的耐汗光牢度比日晒 牢度要下降4 级左右。同时，特别是很多金属络合的染料，其在汗液中会发生脱金属效 应，从而导致这类染料光褪色现象严重，这种现象的原因可能是汗液中的组氨酸等有机 酸与染料中的金属离子发生作用导致金属离子脱落，使本来具有很好日晒牢度的金属络 合染料的颜色发生很大变化。因而使得金属络合的染料不能在经常能接触到汗液的环境 下进行服用口6 1 。 1 3 5 取代基对染料日晒牢度的影响 通常，染料由发色基团和助色基团两部分构成，其中发色基团的结构和性质以及其 所在位置决定了染料整体的耐光性能，各类取代基团的引入会在不同程度上改变染料的 日晒牢度。 1 4 日晒牢度的测试原理 通常，日晒牢度的测试流程为：将待测纺织品的试样和双方都认可的参考标准试样 ( 蓝色标准羊毛) ，同时置于人造光源下，在规定条件下进行曝晒，然后再对比两者的变 色程度，并且通过同时曝晒的蓝色羊毛耐光色牢度标准样来确定纺织样品的日晒牢度的 等级【2 7 】。 日晒色牢度所有的测试标准均采用与标准试样相对比较的方法，曝晒设备不会直接 给出具体的检测结果。而设备的性能主要取决于其对影响测试环境的参数的控制，包括 光谱定义、辐照能量、黑板温度、试验箱空气温度、相对湿度、参数的标定以及与测 试环境的一致性等；硬件设备的性能主要包括空气冷却灯管水冷却灯管、光过滤器的 组成和样品架旋转的速度。基于技术性能的测试环境包括：光谱定义、辐照能量、黑板 温度、试验箱空气温度、相对湿度、参数的标定以及与测试环境的一致性。 6 日日舌 1 5 盐雾环境简介 盐雾是气候环境因素中的主要因素之一。自然界中的盐雾是含有盐份的微细液滴 分散于大气之中所构成的一个弥撒系统。盐雾是一种球体微细液滴，其直径大多数小 于5 微米，直径1 - 5 微米的颗粒数占总数的9 0 以上。 盐是地球上最普遍的化合物之一。并且海水的主要成分就是盐，而海洋占地球表 面积的7 0 。盐是构成盐雾环境的主要成份。因此，沿海地区是盐雾环境最活跃的地 域。大气中盐雾含盐量的多少以及下沉到地面聚集成盐液的雾量的多少，与测量地点 距离海岸的远近以及大气中的阻隔物有较为明显的关系。 盐雾环境的成因至今没有一个统一的认识，最为普遍认可的是海水扰动成因论。 海水扰动成因论认为海洋中海水永不停息地在进行着激烈的扰动，引起海水相互之间 撞击及海浪对海岸礁石的拍击，产生大量泡沫，海底的生物过程和化学过程产生气体， 气泡向海面升腾，泡沫又被气流撕成细小液滴，然后它们随着气流升入空中经过裂解、 蒸发、混拼等复杂的演变过程而最终成为弥撒系统，形成大气盐核。这些盐核随着上 升的气流可到达2 0 0 0 多米的高空，也可随风飘到距海岸许多公里以外的陆地上去。 较强的腐蚀性是盐雾对工业品的最明显和最普遍的危害【2 8 捌。早在百年前，人们 就发现盐雾对工业产品存在着强烈的腐蚀破坏作用，并且开始着手对腐蚀破坏范围、 程度、规律进行逐步深入广泛的调查研究；同时，对自然界中盐雾的形成原因、分布 情况及腐蚀破坏机理进行深入研究，提出模拟大气中盐雾腐蚀的实验室盐雾试验方法。 生产制造部门则主要研究耐抗盐雾的新材料、新工艺、新产品【3 0 3 1 1 。对于盐雾环境的 腐蚀机理，黄巍，y u 。d k b p y t “3 2 ，3 3 】等人认为：盐雾环境本身实际上对其他物质并不 发生腐蚀作用，只有当悬浮着的盐雾颗粒沉降到物质表面上时，形成电解液膜时才对 物质产生腐蚀。通常可以认为，盐雾沉降率越大，则其在物质表面形成的电解液膜越 厚。又因为溶液的不断流淌，能够维持液膜不断更新，从而使液膜中的含氧量始终接 近于空气的饱和状态。因此，盐雾的腐蚀作用能够不断地进行。 当今，抗盐雾技术已经成为环境工程学的重要组成部份，同时在军用和民用各工 业领域中占据重要地位。盐雾试验最早可以追溯到1 9 1 4 年，始于美国国家标准局 ( n b c ) 。现在最普遍采用的是美国通用材料试验标准a s t m b 1 1 7 。世界各个行业中的 知名企业也均有自己的试验标准。通过这些盐雾试验可以预测材料在实际的盐雾环境 下被腐蚀的情况。 1 6 本课题的目的与意义 一直以来，染料的日晒牢度是染料品质的重要指标。因此，研究染料光褪色机理并 提出解决方案是广大染料工作者共同关注的研究课题。染料的光褪色是复杂的物理化学 变化过程，其不仅与染料本身的结构有关，还与染色材料、照射光波长及强度、温度、 染色介质组分、干湿程度、汗渍等多种因素相关。本课题将就盐雾环境对部分染料日晒 7 江南大学硕士学位论文 牢度的影响展开讨论，其研究结果对进一步改善染料的日晒牢度有一定的帮助，特别是 对有盐雾环境存在的沿海地区纺织品日晒牢度差的成因作出了初步的研究和探索。 慨杏一三一一点 纩一。n = o 江南大学硕士学位论文 矿 n c 2 h 4 0 c o c h 3 f n c 2 h 4 0 c o c h 3 图2 3c i d i s p e r s er e d8 2 的结构式 f i g 2 - 3t h es t r u c t i l r a lf o m u l ao f c i d i s p e r s ei 沁d8 2 图2 4c i a c i dr e d2 4 9 的结构式 f i g 2 4t h es t m c t l l r a lf o m u l ao f c i a c i dr e d2 4 9 飞尸， h 3 c o p ”一n 1 ： 77 氛 pn 一” n 、 co h 一， h o n s o m 图2 5c i a c i dy e l l o w1 1 7 的结构式 f i g 2 5n e s t m c t u m lf o 彻u l ao f c i a c i dy e l l o w1 1 7 2 1 2 实验仪器 图2 6c i d i s p e r s eb l u e7 3 的结构式 f i g 2 6t h es n l l c t u r a lf o 彻u l ao f c i d i s p e r s eb 1 u e7 3 h 3 cs 0 3 n a 图2 7c i a c i d b l u e8 0 的结构式 f i g 2 71 1 1 es t r u c t u r a lf 0 m u l ao f c 。i a c i db l u e8 0 表2 2 实验仪器、型号及产地 t a b 2 - 2e x p 翻m e n t a la p p a m t u s ，m o d e l sa n dp m d u c t i o n 1 0 实验部分 分光光度计 c o l o r _ e y e7 0 0 0 a美国m a c b a l l l 有限公司 空气压膜式立式强力压染试 p - a o 瑞比染色试机有限公司 验机 电脑测色配色仪 x r e 8 4 0 0 美国x 五t e 有限公司 紫外可见分光光度计 u v 2 8 0 2 s 尤尼柯( 上海) 仪器有限公司 2 2 盐雾环境对部分染料染色织物色光及日晒牢度的影响 2 2 1 分散染料染色工艺 表2 3 高温高压染色工艺处方 t a b 2 - 3t h ed y 咖gp r 镯删0 nu n d e r1 l i g ht e m p i 嘲l r e 锄dp 他s s l 鹏 试剂用量 染料用量o w f ( ) 0 5 高温匀染剂2 m i i ， 醋酸2 滴 浴比 1 ：8 0 分别用c i d i s p c r s er e d1 6 7 ：l 、c i d i s p e r s ey e l l o w2 1 1 、c i d i s p 盯s eb l u e7 3 、 c i d i s p e r s er 尉8 2 配制浓度为o 5 ( o w f ) 的染液，高温匀染剂2 m 【l ，醋酸每升两 滴，浴比1 ：8 0 。将经过水润湿并挤干的涤纶置于染浴中，将染杯放入红外线高温高压 小样机上。从室温全速升温到3 9 ，再从3 9 以3 枷n 的速度升温至7 5 ，再从 7 5 以2 枷n 升温至1 2 5 ，保温3 0 i i l i n ，后降温至6 0 ，取出布样，冷却一水洗 一皂煮一水洗一烘干。 2 2 2 酸性染料染色工艺 表2 _ 4 弱酸性染料染色工艺处方 t a b 2 _ 4n e d ) ，e i n g 呻s 呻t i o no f w e a l 【a c i dd y e s 试剂用量 染料用量o w f ( ) 3 元明粉o w f ( ) 5 浴比 1 ：5 0 分别用c i a c i dr e d2 4 9 、c i a c i dy e l l o w1 1 7 、c i a c i db 1 u e8 0 配制浓度为3 ( o w f ) 的染液，元明粉5 ( o w f ) ，加入醋酸调节染液p h 值至4 6 之间，浴比1 ：5 0 。 染液置于固定在震荡水浴锅中的三角锥型瓶中，加入织物始染，5 0 时以1 m i l l 的 升温速度升温至7 0 ，再从7 0 以2 3 m m 的升温速度升温至沸腾，保温4 5 m i n ， 1 1 江南大学硕士学位论文 冷却_ 水洗_ 烘干。 2 2 3 模拟盐雾环境 由于无法在盐雾箱中进日晒测试，也无法在日晒牢度仪中模拟盐雾环境，故对盐 雾箱的盐雾环境进行模拟。将染色织物浸轧盐溶液，后进行烘干，再让染色织物在空 气中达到温湿平衡，最后用日晒牢度仪测试布样的日晒牢度的方法进行模拟。 中性盐雾环境模拟：按照i s 0 7 2 5 3 1 9 9 6 耐中性盐雾性能的测定标准 3 4 ，35 1 ， n a c l 质量百分浓度5 ，试液p h 值6 5 7 2 ，试验温度3 5 。 为探索不同浓度的盐雾条件下，染色织物日晒牢度的变化程度，故实施以下模拟 实验：称取一定量的氯化钠，转移到烧杯中配成1 0 0 m l 质量浓度分别为o 、1 、3 、 5 和7 两份。将染色后的涤纶和羊毛织物样品在空气压膜式立式强力压染试验机浸 轧盐溶液，一浸一轧，保持轧余率为7 0 8 0 左右，3 5 恒温烘干。 酸性盐雾环境模拟：按照a s t mg 8 5 9 4 盐雾试验标准 3 6 】，n a c l 质量百分浓度 5 ，试液p h 值用冰醋酸调节至3 1 3 3 ，试验温度3 5 。 为探索不同浓度的盐雾条件下，染色织物日晒牢度的变化程度，故实施以下模拟 实验：称取一定量的氯化钠，转移到烧杯中配成1 0 0 m 1 质量浓度分别为o 、1 、3 、 5 和7 两份。调节p h 值至3 1 3 3 ，将染色后的涤纶和羊毛织物样品在空气压膜式 立式强力压染试验机浸轧盐溶液，一浸一轧，保持轧余率为7 0 8 0 左右，3 5 恒温 烘干。 2 2 4 日晒测试 按照i s 0 1 0 5 b 0 2 标准，将染色织物在a t l a s 1 5 0 s 型日晒牢度仪上进行测试。 同晒条件：相对湿度6 0 ，仓内温度3 5 ，黑