物質的顏色是由物質對于不同的波長的光具有選擇性吸收而引起的,通常所說的染料色光即產品相對于既定的標準在明度、色彩飽和度及色相上的差異[1]。 目前在染料生產過程中,一般通過染色法來控制產品的色光,該法操作周期長、誤差大、成本高。 分光光度法是一種常用的實驗分析手段,據目前為止分光光度計法已經廣泛應用于物質的定量定性分析、純度檢查、結構分析等領域[2]。在染料行業,分光光度法主要用于COD的測定[3]、重金屬含量 的檢測[4]、染料強度的控制以及產品純度的分析[5] 等方面。但有關分光光度法對染料進行色光控制的 研究鮮有報道。本文介紹了使用分光光度法來控制色光的的基本原理與操作流程,該法具有操作周期短、實驗誤差小、能耗低等優點。通過對紅黃、藍、黑色陽離子染料在不同情況下實驗表明:分光光度計 法可以實現對黑色和藍色陽離子染料的色光控制, 對于紅色和黃色陽離子染料實現精密程度的控制比較困難,對于熒光染料該法不適用。
1.實驗部分 1·1實驗原料 腈綸染布;Avolan IW(Lanxess),醋酸、無水醋酸鈉、無水硫酸鈉,均為分析純(上海國藥)。 1·2實驗儀器 HP8453分光光度計(安捷倫); BFA12 Labomat 染色機(Mathis); Datacolor SF400測色儀(Data col- or)。 1·3實驗原理 紫外分光光度調色法是建立在Lambert—Beer定律(1)的基礎上,反映物質對單色光吸收的強弱與吸光物質的濃度和厚度間關系的定律。.jpg){kind=small}
其中:A為吸光度, I0為入射光強, It為透射光強, It/I0為透光率, c為溶液濃度, b為光程長度, k為吸光系數。 通過公式(1),只要選定化合物溶液的特征吸收波長并測定溶液的吸光度,就可以求出溶液的濃度或物質的含量。.jpg)
母液配置:按照不同染料測試計劃要求
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δ為生產樣品與標準樣品吸光度相對偏差值 Ansample為指定波長下樣品的吸光度,Anstandard為指定波長下標準的吸光度,Asample為樣品最大吸收波長下的吸光度,Astandard為標準最大吸收波長下的吸光度。 1·4·2染色法[8] 采用浸染染色,染色深度為2% ow,f浴比1∶30。 根據GB/T 2399-2003《陽離子染料染色色光 和強度的測定的染色方法》,染色配方為往染桶中移取規定量母液和染色助劑,根據浴比添加去離子水將染桶蓋緊后放到BFA12Labomat(Mathis)染色機中,不同顏色的染料按照設定的不同升溫曲線染色染色結束后把纖維從染桶中取出, l冷去離子水洗凈,在60℃以下烘干。最后用Datacolor SF600測色儀測色。2.結果分析 2·1分光光度法控制色光和染色法的比較 一般染料出廠時的色光規格控制在dE要小于 0·4。本實驗選用了不同批次,且和標準等同力
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對于表1中的不同編號的黑色染料樣品分別采用分光光度法和染色法來確定樣品的色光時發現, 當在指定波長分別為440 nm、490 nm、550 nm、600 nm、620nm處所計算出來的δ的偏差越小,則染色所得的色光越接近。可見我們可以通過生產樣品與標準樣品吸光度偏差值δ的大小來實現黑色染料色光的控制,δ越大色差就越大,色差為正值,意味著產品中該種組分相對于標準含量過多,負值則表示產品中該組分含量相對于標準中該組分的含量偏少。.jpg)
對于表2中的紅FBL,在指定波長分別為450 nm、490 nm、530 nm、570 nm、620 nm處的δ的偏差越小,則染色所得的色光越接近;δ的偏差越大,則染色所得的色光偏差越遠;同時由表2的結果可見,δ的偏差在接近0的情況下,總色差dE大約為0·4,要想使色光偏差幾乎接近0,那么利用分光光度法進行對紅FBL進行色光控制的難度比較大。對于熒光紅 6B而言,在指定波長分別為450 nm、490 nm、530 nm、570 nm、620 nm處的δ的偏差大小與色光沒有直 接關系。造成這種情況是由于熒光染料在紫外光下在顯示出其特征波峰,而本文所使用的分光光度法的使用范圍是在可見光內。.jpg)
對于表3中的不同編號的藍色染料樣品分別采 分光光度法和染色法來確定樣品的色光時發現, 在指定波長分別為500 nm、550 nm、590 nm、62 nm、660 nm處所計算出來的δ的偏差越小,則染色所 得的色光越好。而且當δ接近0的情況下,相對應的 色光偏差幾乎為0,可見如果在特定波長下,使用分 光光度法來控制藍.jpg)
表4數據說明,對于三種黃色染料而言,在指定波長420 nm、450 nm、470 nm、510 nm、550 nm處所計算出來δ的偏差大小和色光具有一定的規律,即δ越 小則色光越接近,δ越大則色光差異越大;但是表4 數據同樣表明即使在δ接近0的情況下,總色差dE 一般均大于0·5。這種情況的產生可能是因為黃色染料對光比較敏感,容易受到污染。因此對于黃色染料,利用分光光度法可以確定色光偏差大小,但是 是否在規格范圍之內則需要使用染色法來控制。 2·2染料色光的精密度分析 從表1~4可知,使用分光光度法可以較好的控制好陽離子黑色混拼染料和藍色染料的色光。本實驗選用同一批次而且合格的陽離子黑FDL和藍FGRL分別進行吸光光度法和染色法5次重復實驗, 結果見表5。.jpg)
從表5可見,對于黑FDL和藍FGRL而言,分光光度法的偏向和值幾乎一致,而染色法在同一批次的產品測試時雖然最后的總色差dE一樣,但是dC 和dH的偏向每次都不一樣。這可能時由于陽離子染料染色時對于染色機溫度要求高,而且染色時間 長而引起的,而分光光度法只是測定染料稀溶液的吸光度值,在理想的條件下,影響染料吸光度的因素較少。 2·3分光光度法和染色法控制色光的流程比較 由圖1可知,分光光度法同傳統的染色法在控制 產品色光的流程上的差異主要在于前者是依靠吸光 度值來計算各波段下的偏差δ,一個是依靠染色所得的色差。分光光度法相對于染色法的最大優點在于操作周期短,大約是染色法1/5的時間,大大提高了工作效率;其次是環保,產生的廢水少;而且能耗少, 由于不使用染色設備,則大大減少了由于染色而消耗的水電費用。從表1~4的結果來看,缺點在于分 光光度法在控制陽離子色光時,通用性不及染色法, 具有局限性。<參考文獻 [1]肖剛,王景國.染料工業技術[M].北京:化學工業出版社, 2004: 458-481 [2]李昌厚.紫外可見分光光度計[M].北京:化學工業出版社, 2005: 1 -5 [3]吳慧芳,王世和,孔火良等.紫外分光光度法測定印染廢水COD_ (Cr)[J].印染, 2007, 33(2): 237-40 [4]趙玲.應用原子熒光分光光度法檢測紡織品及染料中的砷、汞和 銻[J].中國纖檢, 2007, (5): 16-18 [5]儲革,范雪榮.分光光度法測定還原染料強度[J].印染, 2006, 3 (24): 39-41 [6]褚朝霞,董志軍,潘大偉,等.紫外-可見分光光度計法對喹吖啶 酮顏料系列中間
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