分析耐光/氯化水復(fù)合色牢度測(cè)試方法

摘 要：耐光/氯化水復(fù)合色牢度主要是檢測(cè)紡織品在光、氯的作用下，是否會(huì)對(duì)紡織品的表面造成影響。本文通過(guò)對(duì)氯化水濃度、浸泡處理時(shí)間、曝曬的溫濕度等參數(shù)的改變，尋找影響復(fù)合色牢度的因素，以及探討了各因素的影響機(jī)理，希望對(duì)紡織檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展研究，給予一定程度上的幫助。

關(guān)鍵詞：耐光、氯化水復(fù)合色牢度、測(cè)試方式

1 前言

很多衣服在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的洗劑以及穿著以后，其表面的顏色都會(huì)產(chǎn)生一定程度上的變化，經(jīng)常出現(xiàn)褪色的現(xiàn)象。一般認(rèn)為水中活性氯能讓染料纖維共價(jià)鍵發(fā)色斷裂，更者能破壞染料發(fā)色體系，而染料在光照作用下也能發(fā)生光還原/氧化反應(yīng)，耐光/氯化水復(fù)合色牢度正是針對(duì)這兩種自然作用進(jìn)行的有效測(cè)試，對(duì)衣服表面的抵抗能力進(jìn)行相應(yīng)的判斷和評(píng)估。

但是，在耐光/氯化水復(fù)合色牢度測(cè)試的過(guò)程中，一定對(duì)其方式方法以及原理的等方面，有著一定程度上的了解，這樣才能保證耐光/氯化水復(fù)合色牢度的作用得到全面的發(fā)揮，也保證了衣服表面抵抗力分析和評(píng)估數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這對(duì)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展也是非常有利的。截止目前為止，還沒(méi)有具體有關(guān)耐光/氯化水復(fù)合色牢度的一個(gè)測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，以及其褪色機(jī)制，因此進(jìn)行此研究不僅可以完善色牢度的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，同時(shí)也具有重要的研究意義。

本文參考了國(guó)標(biāo)GB/T 8427-2008 《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐人造光色牢度_ 氙弧》、GB/T 8433-2013 《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐氯化水色牢度（游泳池水）》標(biāo)準(zhǔn)，將兩種測(cè)試方法相結(jié)合，測(cè)試了不同試驗(yàn)條件下對(duì)耐光/氯化水復(fù)合色牢度的影響。

2 試驗(yàn)

2.1 原理

在模擬實(shí)際使用時(shí)，紡織品試樣經(jīng)氯化水水洗浸泡、光照綜合作用后的色牢度。試驗(yàn)取三塊試樣，一塊為干試樣，另兩塊為經(jīng)氯化水溶液處理后的藍(lán)色標(biāo)樣和干試樣，一起放入耐光試驗(yàn)儀中曝曬。到終點(diǎn)后，取出試樣，水洗干燥，以藍(lán)標(biāo)試樣作為參照樣評(píng)定其耐光和耐光/氯化水色牢度。

2.2 設(shè)備與材料

藥品：次氯酸鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉十二水化合物、碘化鉀、鹽酸、硫代硫酸鈉、氫氧化鈉、乙酸等化學(xué)物質(zhì)；

儀器：耐皂洗色牢度試驗(yàn)機(jī)、pH計(jì)、Ci3000+氙燈光照色牢度測(cè)試儀、PL303型電子天平等測(cè)試設(shè)備；

織物：6種經(jīng)活性染料染色的不同顏色的純棉布。

2.3 試驗(yàn)步驟

2.3.1 氯化水浸沒(méi)時(shí)間對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響（耐氯化水色牢度測(cè)試）

各顏色分別取6塊相同試樣，其中4塊試樣浸入有效氯含量為50mg的氯化水溶液（按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8433-2013配置）中，浴比100：1，分別避光放置1h、6h、12h、24h；第5塊試樣浸入同樣濃度與浴比的氯化水溶液中，在皂洗色牢度試驗(yàn)機(jī)中避光轉(zhuǎn)動(dòng)1h；第6塊試樣在第5塊試樣的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，繼續(xù)靜置23h。取出6個(gè)試樣，用室溫的三級(jí)水洗凈，然后懸掛在不超過(guò)60℃的空氣中晾干，并用灰卡進(jìn)行評(píng)定。

2.3.2 耐光/氯化水復(fù)合色牢度測(cè)試步驟

在耐皂洗色牢度試驗(yàn)機(jī)中試驗(yàn)，每塊試樣單獨(dú)放置在一個(gè)容器內(nèi)。將試樣浸入不同有效氯含量的氯化水溶液（按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8433-2013配置）中，浴比100：1，避光靜置1h，不時(shí)的攪動(dòng)與擠壓確保試樣完全浸濕。取出試樣，擠壓去除試樣上多余的氯化水溶液，稱取試樣質(zhì)量，測(cè)量其帶液率為100%±5%。

將試樣與藍(lán)色羊毛標(biāo)樣分別固定在防水板上并安裝在光照色牢度測(cè)試儀的曝曬倉(cāng)內(nèi)，按照GB/T 8427-2008規(guī)定的任一個(gè)曝曬條件和曝曬方法（本文選用方法4）進(jìn)行曝曬。連續(xù)曝曬直到藍(lán)色羊毛標(biāo)樣達(dá)到指定褪色等級(jí)（用灰卡進(jìn)行評(píng)定），曝曬終止。取出試樣，用室溫的三級(jí)水清洗，然后懸掛在不超過(guò)60℃的空氣中晾干，用藍(lán)色羊毛標(biāo)樣評(píng)定試樣的變色。

3 分析與討論

3.1 不同氯化水溶液浸泡時(shí)間對(duì)試驗(yàn)的影響

為了更貼近實(shí)際生活狀態(tài)，我們考慮了GB/T 8433-2013中模擬洗滌的步驟，及在密閉機(jī)械容器中轉(zhuǎn)動(dòng)。但從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，相同時(shí)間（1h）的靜置浸泡與轉(zhuǎn)動(dòng)得到的結(jié)果相比較，機(jī)械容器中轉(zhuǎn)動(dòng)1h的色牢度更差；而如果浸泡時(shí)間延長(zhǎng)，色牢度基本保持恒定不變，這基本可以說(shuō)明時(shí)間越長(zhǎng)時(shí)間對(duì)色牢度的影響不大可以忽略不計(jì)；而長(zhǎng)時(shí)間浸泡與機(jī)械容器中轉(zhuǎn)動(dòng)1h后再浸泡相同時(shí)間比較結(jié)果表明，色牢度的程度是基本相同的。因此我們決定優(yōu)化試驗(yàn)，去除GB/T 8433-2013中模擬洗滌的步驟。而且從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，氯化水的浸泡處理時(shí)間對(duì)結(jié)果的分析可以基本忽略不計(jì)。

3.2 日曬機(jī)艙內(nèi)參數(shù)對(duì)復(fù)合色牢度的影響

復(fù)合色牢度測(cè)試中使用到的最重要的一個(gè)儀器就是光照色牢度測(cè)試儀（本次試驗(yàn)使用的是水冷型日曬儀Atlas Ci3000+），它是模擬人工氣候用來(lái)替代自然氣候的儀器，然而日光環(huán)境受到天氣的變化影響較大，尤其是輻射量、溫度、濕度這三項(xiàng)關(guān)聯(lián)參數(shù)，因此人造日光替代自然日光的模擬難度很大，需對(duì)涉及到的幾個(gè)關(guān)聯(lián)參數(shù)進(jìn)行控制。

日常檢測(cè)耐光色牢度中以氙弧光為主要方法，氙弧燈因其可以產(chǎn)生的能量分布與日光光譜非常相近，能大大提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。本次試驗(yàn)選擇參考GB/T 8427-2008 《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐人造光色牢度_ 氙弧》，其中輻照強(qiáng)度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定建議采用的是1.1W/m2（波長(zhǎng)420nm）。

對(duì)于溫度與濕度的選擇，根據(jù)耐光色牢度的研究報(bào)導(dǎo)溫度和濕度是相關(guān)的量，兩者都對(duì)耐光色牢度有著很大的影響，因此在耐光/氯化水色牢度檢測(cè)過(guò)程中也扮演著重要的作用。其中溫度越高，熱量增大，化學(xué)反應(yīng)中的活化能增高，染料中的分子動(dòng)能也隨之增大，進(jìn)而影響反應(yīng)的速度；濕度也會(huì)直接導(dǎo)致水參加材料的化學(xué)反應(yīng)，復(fù)合色牢度在曝曬的過(guò)程中材料的化學(xué)反應(yīng)很大的程度取決于試樣的有效濕度，根據(jù)GB/T 8427-2008中描述（圖1），濕度的增加，色牢度變化呈明顯的下降趨勢(shì)。

參考的GB/T 8427-2008中雖然沒(méi)有具體規(guī)定曝曬的具體溫度與濕度，但標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了有效濕度的定義及是空氣濕度、試樣表明溫度和決定曝曬過(guò)程中試樣表面濕氣含量的空氣相對(duì)濕度的結(jié)合。不同的溫濕度參數(shù)模擬出的環(huán)境是不同的，我國(guó)大部分的地區(qū)處于溫帶地區(qū)，但是由于現(xiàn)在一帶一路全球化的推進(jìn)，很多企業(yè)紡織品出口到國(guó)外，企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量控制時(shí)也需考慮到國(guó)外天氣環(huán)境 的變化。因此本試驗(yàn)對(duì)幾種模擬不同氣候參數(shù)條件（表2的條件2與條件3），以及測(cè)試試樣在曝曬時(shí)期的敏感性的極限參數(shù)條件（表2的條件1與條件4）都做了測(cè)試并比較，結(jié)果（表3）如下?？梢园l(fā)現(xiàn)美國(guó)曝曬條件結(jié)果更接近低有效濕度條件的結(jié)果，并且高有效條件下的復(fù)合色牢度級(jí)數(shù)比低有效濕度與通常條件/溫帶的級(jí)數(shù)要低一些，說(shuō)明濕度較溫度對(duì)復(fù)合色牢度的影響更大一些。

3.3 不同氯化水濃度對(duì)復(fù)合色牢度的影響

為了考察氯化水溶液中有效氯含量的不同對(duì)耐光/氯化水復(fù)合色牢度的影響，其他參數(shù)本試驗(yàn)采用條件2（通常條件/溫帶）進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表4所示。

試驗(yàn)表明當(dāng)不浸泡氯化水溶液時(shí)，色澤深的織物色牢度比較好，這可能是由于染料分子在織物上濃度更大聚集度更大，這樣就使得同數(shù)量單位的染料分子接觸光、水的表面積更小，這樣被光氧化的幾率也就更加低了；色澤較淺的織物上的染料分子大多呈分散狀態(tài)，這樣光氧化的幾率更高。

隨著浸泡的氯化水中有效氯含量的不斷增加，織物的復(fù)合色牢度呈現(xiàn)不斷降低的趨勢(shì)，這表明氯化水的浸泡處理使得染料分子結(jié)構(gòu)可能發(fā)生了改變，資料顯示活性染料由于其用母體染料、連結(jié)基和活性基組成，使其在使用時(shí)能與纖維形成共價(jià)鍵結(jié)合，而活性氯能夠使染料-纖維共價(jià)鍵（偶氮基）發(fā)生斷裂，造成染料的降解，甚至破壞染料的發(fā)色體系，造成織物染色深度和色光發(fā)生變化。更甚，在光、濕度、溫度的共同作用下更加速了其反應(yīng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)耐光/氯化水復(fù)合色牢度測(cè)試的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和闡述，并且得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）染料的光/氯化水褪色機(jī)理非常復(fù)雜，但主要是染料分子被氧化降解所造成的。光照處理和氯化水處理都有氧化染料分子的作用，兩者共同作用更能加速其氧化。

（2）在耐光/氯化水復(fù)合色牢度測(cè)試的過(guò)程中，本試驗(yàn)從浸泡的氯化水溶液濃度的多少、浸泡時(shí)間、以及曝曬的溫濕度等方面，作為耐光/氯化水復(fù)合色牢度變化的重要分析因素，并且進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)和總結(jié)，并對(duì)其機(jī)理作了簡(jiǎn)單的分析，希望對(duì)之后的研究有所幫助。

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作者簡(jiǎn)介：

俞昌朝，出生年月：1988.1.8，性別：男，民族：漢，籍貫：浙江寧波，當(dāng)前職務(wù)：檢測(cè)工程師，學(xué)歷：碩士，研究方向：化學(xué)工程與工藝.