耐光色牢度

✍ dations ◷ 2025-08-25 22:27:59 #耐光色牢度

耐光色牢度(英语:Lightfastness)是染料或颜料等着色剂的一种特性,指它在暴露于光线时的抗褪色性。染料和颜料用于如织物和塑料等其他材料的染色以及制造油漆或印刷油墨。

颜色的漂白是由紫外线辐射(UV)对赋予主体颜色的分子的化学结构的影响造成的。分子中负责其颜色的部分被称为发色团。

当光线遇到油漆表面时可以改变或破坏颜料的化学键,导致颜色漂白或改变,这个过程被称为光降解。抵抗这种效应的材料被称为耐光的。太阳的电磁波谱包含从伽马波到无线电波的波长,其中紫外线辐射含有高能量,加速了染料的褪色。

未被大气臭氧吸收的长波紫外光(UVA)辐射的光子能超过了碳-碳单键的离解能,导致键断裂和颜色褪色。无机着色剂被认为比有机着色剂更耐光。黑色着色剂通常被认为是最耐光的。

耐光性的测量是通过将样品暴露在光源下一段时间,将其与未曝光的样品进行比较。

在褪色过程中,着色剂分子会经历各种导致褪色的化学过程。

当UV-光子与充当着色剂的分子发生反应时,该分子会从基态激发到激发态。激发的分子具有高反应性和不稳定性。在分子从激发态淬火到基态的过程中,大气中的三线态氧与着色剂分子发生反应形成单线态氧和超氧化物自由基。由反应产生的氧原子和超氧化物自由基都具有高反应性,能够破坏着色剂。

光解,即光化学分解,是化合物被光子分解的化学反应。当具有足够能量的光子遇到具有合适离解能的着色剂分子键时,就会发生这种分解。该反应在发色团系统中引起均裂,导致着色剂褪色。

光氧化,即光化学氧化。着色剂分子在被足够能量的光子激发时会经历氧化过程。在此过程中,着色剂分子的发色体系与大气中的氧气发生反应,形成非发色体系,从而导致褪色。含有羰基作为发色团的着色剂特别容易被氧化。

光还原,即光化学还原。具有不饱和双键(烯烃的典型特征)或三键(炔烃的典型特征)作为发色团的着色剂分子在氢和足够能量的光子存在下发生还原,形成饱和发色团系统。饱和度会缩短发色体系的长度,导致着色剂褪色。

光敏化作用,即光化学敏化作用。将染色的纤维素材料(例如基于植物的纤维)暴露在阳光下可以使染料从纤维素中去除氢,从而导致纤维素基质发生光还原。同时,着色剂在大气氧的存在下发生氧化,导致着色剂发生光氧化。这些过程导致着色剂褪色和基材强度损失。

光嫩化,即光化学嫩化。作为紫外线的结果,基底材料向着色剂分子提供氢,从而还原着色剂分子。随着氢气的去除,材料会发生氧化。

一些组织发布了对颜料和材料的耐光性进行评级的标准。测试通常是通过受控暴露在阳光下或氙弧灯产生的人造光下进行地。水彩、墨水、粉彩和彩色铅笔等特别容易随着时间的推移而褪色,因此选择耐光颜料在这些介质中尤为重要。

最著名的耐光性测量标准是蓝色羊毛标准、灰色标准和ASTM(美国材料和试验协会)定义的标准。在蓝色羊毛标准中,耐光性等级被分为1至8级。1表示耐光性非常差,而8表示有极佳的耐光性。而在灰色标准中,耐光性等级被分为1至5级。1表示耐光性非常差,5 表示有极佳的耐光性。在ASTM标准中,耐光性等级被分为I至V级。I具有出色的耐光性,对应于蓝色羊毛标准的7至8级;V代表非常差的耐光性,对应于蓝色羊毛标准的1级。

实际的耐光性取决于太阳辐射的强度,因此耐光性与地理位置、季节和照射方向有关。下表列出了不同测量尺度的耐光性等级的提示性关系,以及与阳光直射和正常显示条件下的时间关系:远离窗户,在间接阳光下,并在防紫外线玻璃后面适当装框。

可以使用标准试纸测量和研究褪色的相对量。在蓝色羊毛测试的工作流程中,一组参考试纸条应避光保存。同时,将另一组等效试纸暴露在标准规定的光源下。例如,如果着色剂的耐光性在蓝色羊毛标尺上显示为5,则可以预期它的褪色量与蓝色羊毛测试条组中的5号条相似。通过将测试条组与避光保存的参考组进行比较,可以确认测试是否成功。

在印刷中,有机颜料主要用于油墨中,因此,由于紫外线的存在,印刷品的颜色发生偏移或漂白通常只是时间问题。与无机颜料相比,有机颜料的使用主要是因为它们的成本低廉。无机颜料的粒径往往大于有机颜料的粒径,因此无机颜料往往不适合用于胶印。

在丝网印刷中,颜料的粒径不是限制因素。因此,它是需要极高耐光性的印刷作业的首选印刷方法。油墨层的厚度通过铺设在承印物上的颜料量影响耐光性。丝网印刷的墨层比胶印的墨层厚。换言之,它每单位面积包含更多的色素。这导致更好的耐光性,即使两种方法中使用的印刷油墨基于相同的颜料。

混合印刷油墨时,耐光性较弱的油墨决定了整个混合色的耐光性。其中一种颜料的褪色导致色调向耐光性更好的组分偏移。如果要求印刷时有可见的东西,即使它的主要颜料会褪色,也可以混合少量耐光性好的颜料。

相关

  • 表型可塑性表型可塑性(英语:Phenotypic plasticity)指生物体之行为、形态、生理为因应独特环境所发生之表现型差异,这些差异涵盖了环境引起的所有变化类型,如形态、生理、行为、物候等多方
  • 蔡林格艾萨克·牛顿奖章 (2007年)安东·蔡林格(德语:Anton Zeilinger,1945年5月20日-),奥地利量子论物理学家。他现在是维也纳大学物理学教授,以前曾任教于因斯布鲁克大学。他还是奥地利
  • 磷元素3s2 3p32, 8, 5蒸气压((白磷))第一:1011.8 kJ·mol−1 第二:1907 kJ·mol−1 第三:2914.1 kJ·mol−1 (主条目:磷的同位素磷(拉丁语:Phosphorum,化学符号:P)是一种化学元素,它的原子
  • 刘古愚刘古愚(1843年-1903年),名光蕡,字焕堂,号古愚,陕西咸阳人,中国近代教育家。道光二十三年(1843年)生于陕西省咸阳县马庄镇天阁村。幼年孤贫,白天在街上卖饼,夜间推磨。光绪元年(1875年)参加
  • 儒尼奥尔·巴亚诺儒尼奥尔·巴亚诺(Júnior Baiano,1970年3月14日-),巴西足球运动员,司职中后卫。儒尼奥尔·巴亚诺出身于巴西国内名球会弗拉门戈,曾效力巴西各强队如圣保罗和帕尔梅拉斯,也曾远赴德国效力云达不来梅。他也是1998年世界杯巴西国家队成员之一,代表巴西国家队25次,首次在1997年8月,最后一次是1998年7月,即该届世界杯之后。2001年,巴亚诺曾到中国联赛上海申花效力,但是这位中国足坛有史以来名气最大的外援之一却并没有出色表现,不但在第一场比赛就被红牌罚下,而且始终无法融入球队的防守体系。他
  • 何东君何东君(1944年-),男,浙江江山人,中国新闻工作者,曾任新华通讯社副社长,第十届全国政协委员。
  • 亚历山大·拉平亚历山大·帕夫洛维奇·拉平(俄语:Алекса́ндр Па́влович Ла́пин,罗马化:,1964年1月1日-),俄罗斯军事领导人,陆军上将,2017年11月22日起任中央军区总司令。自2022年起,他一直指挥驻乌克兰的俄罗斯军队中央军区集团军。2023年1月10日,亚历山大-拉宾上校被任命为俄罗斯武装部队地面部队参谋长。据了解,这名军官最近几个月是副总参谋长,直到10月底还在指挥中央作战集团。拉平于1964年1月1日出生于一个工人家庭。高中毕业后,其于1981年至1982年就读于喀山化工学院。
  • Hato PopokoHato Popoko(日语:ハトポポコ),日本漫画家。居住于大阪府。其作品主要在芳文社的《Manga Time Kirara Carat》、竹书房《漫画人生Original(日语:まんがライフオリジナル)》、ASCII Media Works《电撃萌王》上连载和发表。同时也从事漫画选集的执笔。
  • 皮埃尔·蒂拉尔皮埃尔·埃马纽埃尔·蒂拉尔(法语:Pierre Emmanuel Tirard,1827年9月27日-1893年11月4日)是一位法国政治家。皮埃尔·蒂拉尔出生于瑞士日内瓦,但父母都是法国人。在本国的城镇学习以后,蒂拉尔成为一名土木工程师。在为政府服务5年以后,他辞职成为一名珠宝商人。他对帝制的坚决反对,在1869年一场支持激进候选人反对奥利维尔(英语:Émile Ollivier)的竞选战役中达到顶点,作为回报他被选为巴黎十一区区长和塞纳省副省长。巴黎公社时期出任委员,他抗议中央委员会的暴政,然后逃离巴
  • PicasaPicasa是一套应用软件,用于整理和编辑数字照片,起先由Idealab(英语:Idealab)所创。Picasa原为一家位于美国加利福尼亚州帕萨迪纳的公司,提供数字照片自动化管理服务,并发行同名软件。2004年7月,Google公司收购Picasa并开始提供免费下载,该公司生产的即时通信工具Hello也一并归Google所有。2016年2月,Google宣布自2016年3月16日起停止对Picasa的更新与支持,同时在5月1日终止Picasa网络相册照片共享服务,此外还将停止对部分Picasa API的