外界因素对染料颜色的影响

外界因素如溶剂、温度、染料浓度、染液中加入的电解质、照射光线等都会使染料在溶液中,或在染色织物上的状态发生变化,导致染料的颜色改变。

一、溶剂和介质的影响

染料溶液的吸收波长随着溶剂极性的大小变化而改变。当染料溶于极性溶剂中,染料的极性随着溶剂极性的增加而增加,从而使激发能降低,吸收波长向长波方向移动,染料溶液颜色加深。

很多溶剂还可以和染料生成氢键及溶剂化物,这都会改变染料溶液的颜色。

染料在纤维上的颜色(除光学上的因素,如散射和不同纤维的折射外)会因纤维极性的不同而不同。一般说,在极性高的纤维上呈现的颜色较深,在极性较低的纤维上则较浅。例如,分散染料在醋酯纤维上得色要浅于聚酰胺纤维;阳离子染料在聚酯纤维上得色较聚丙烯腈纤维为浅。

溶液的pH值不同,会改变染料分子共轭体系中吸电子基或供电子基的性质,使染料颜色发生变化。例如,碱性品绿在碱性溶液中会从原来的绿色变成白色沉淀,加入酸后又回到原来的绿色。

偶氮染料中的氨基或羟基在染料分子中所处的位置不同,当溶液pH值发生变化时,则对染料的颜色也会发生不同的影响。这一性质可以用来作酸、碱指示剂。例如直接染料中的刚果红,溶于水中呈红色,遇酸变蓝色,遇碱又变成红色。

二、浓度对颜色的影响

当染料浓度很小时,染料在溶液中以单分子状态存在,但是,如果染料浓度增加,染料分子会聚集成二聚体或多聚体。聚集分子的π电子的激发能高于单分子,因而染料吸收光谱向短波方向移动,颜色变浅。例如,结晶紫单分子状态的λmax为583nm,它的二聚体λmax为540nm。染料在纤维上聚集的程度也会影响织物的颜色,用不溶性偶氮染料和还原染料染色的织物,经皂煮后色光发生变化就是这个道理。

三、温度对颜色的影响

温度的改变会影响染料的聚集倾向,进而促使染料的颜色发生变化。当温度升高时,染料的聚集程度下降,吸收波长向长波方向移动,具有深色效应。部分有机化合物及染料的颜色会随温度产生可逆的变化,这一现象称为热变色性。

四、光对颜色的影响

部分偶氮、硫靛、菁类染料在一般常温下以稳定的反式结构存在,在光线照射下,染料的反式结构会变成顺式结构,当光源离开后,顺式结构又回复为反式结构。反式和顺式结构的染料吸收光谱不同,显示出的颜色也不同,这种现象称为光致变色性。

光致变色染料就是利用染料在光照射下结构发生变化而引起颜色的变化。