合成染料的分子式和相对分子质量列示于表2。
表2 染料的分子式、相对分子质量和最大吸收波长
由表2 可见,染料Ⅳ的相对分子质量最大,而标准染料的相对分子质量最小。标准染料的最大吸收波长是436 nm,而4种合成染料的最大吸收波长从染料Ⅰ到染料Ⅳ不断增大。随着柔软剂基团中烷基数量的增加,染料的λmax向长波方向移动。这种红移主要是由于官能团的改变或溶剂效应长波吸收引起。而标准染料和合成染料最大吸收波长的巨大差异表明红移是由偶合组分的上强电子云效应导致的。
将合成的4 只染料应用于棉织物上,其染色深度分别为0.5% 、1% 、1.5% 、2% 、3% 、4% 、7% 和10% ,相应的染色方法见前述试验部分。研究的染色参数有: 光密度、最大吸收波长( λmax) 、L*、a*、b*和K/S 值,通过这些参数计算上染率,结果见图1 和2。
图1 染料浓度对上染率的影响
由图1 可见,染料Ⅰ的上染率高于标准染料,其原因是分子结构中带有一个阳离子电荷和一个额外的羟基。标准染料的上染率高于染料Ⅱ、染料Ⅲ和染料Ⅳ,是由于随着柔软剂基团中烷基链长增加,上染率下降。在染色的吸附阶段,染料大分子中硬脂酸结构的阻碍作用,降低了长链烷基染料对棉纤维的直接性,导致上染率下降。几只染料的上染率高低顺序为:
染料Ⅰ>标准染料>染料Ⅱ>染料Ⅲ>染料Ⅳ
向染料分子中引入长链烷基后,染料的亲水性、分子大小和电子密度参数都发生了改变。这些变化可能会影响染色棉织物的色光、染色深度和色牢度,其影响程度取决于染料结构。
图2 染料浓度对K/S 值的影响
由图2 可以看出,采用标准染料染色的棉织物,其K/S 值高于功能性染料染色织物。随着柔软剂基团中烷基数量的增加,织物K/S 值下降。染料Ⅰ含有的烷基数量相对较低,因此其染色织物的K/S 值高于烷基数量最多的染料Ⅳ。
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