分析耐光/氯化水复合色牢度测试方法

摘 要：耐光/氯化水复合色牢度主要是检测纺织品在光、氯的作用下，是否会对纺织品的表面造成影响。本文通过对氯化水浓度、浸泡处理时间、曝晒的温湿度等参数的改变，寻找影响复合色牢度的因素，以及探讨了各因素的影响机理，希望对纺织检测标准体系的发展研究，给予一定程度上的帮助。

关键词：耐光、氯化水复合色牢度、测试方式

1 前言

很多衣服在经过长时间的洗剂以及穿着以后，其表面的颜色都会产生一定程度上的变化，经常出现褪色的现象。一般认为水中活性氯能让染料纤维共价键发色断裂，更者能破坏染料发色体系，而染料在光照作用下也能发生光还原/氧化反应，耐光/氯化水复合色牢度正是针对这两种自然作用进行的有效测试，对衣服表面的抵抗能力进行相应的判断和评估。

但是，在耐光/氯化水复合色牢度测试的过程中，一定对其方式方法以及原理的等方面，有着一定程度上的了解，这样才能保证耐光/氯化水复合色牢度的作用得到全面的发挥，也保证了衣服表面抵抗力分析和评估数据的准确性，这对相关行业的发展也是非常有利的。截止目前为止，还没有具体有关耐光/氯化水复合色牢度的一个测试方法标准，以及其褪色机制，因此进行此研究不仅可以完善色牢度的检测标准体系，同时也具有重要的研究意义。

本文参考了国标GB/T 8427-2008 《纺织品 色牢度试验 耐人造光色牢度_ 氙弧》、GB/T 8433-2013 《纺织品 色牢度试验 耐氯化水色牢度（游泳池水）》标准，将两种测试方法相结合，测试了不同试验条件下对耐光/氯化水复合色牢度的影响。

2 试验

2.1 原理

在模拟实际使用时，纺织品试样经氯化水水洗浸泡、光照综合作用后的色牢度。试验取三块试样，一块为干试样，另两块为经氯化水溶液处理后的蓝色标样和干试样，一起放入耐光试验仪中曝晒。到终点后，取出试样，水洗干燥，以蓝标试样作为参照样评定其耐光和耐光/氯化水色牢度。

2.2 设备与材料

药品：次氯酸钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠十二水化合物、碘化钾、盐酸、硫代硫酸钠、氢氧化钠、乙酸等化学物质；

仪器：耐皂洗色牢度试验机、pH计、Ci3000+氙灯光照色牢度测试仪、PL303型电子天平等测试设备；

织物：6种经活性染料染色的不同颜色的纯棉布。

2.3 试验步骤

2.3.1 氯化水浸没时间对测试结果的影响（耐氯化水色牢度测试）

各颜色分别取6块相同试样，其中4块试样浸入有效氯含量为50mg的氯化水溶液（按标准GB/T 8433-2013配置）中，浴比100：1，分别避光放置1h、6h、12h、24h；第5块试样浸入同样浓度与浴比的氯化水溶液中，在皂洗色牢度试验机中避光转动1h；第6块试样在第5块试样的试验基础上，继续静置23h。取出6个试样，用室温的三级水洗净，然后悬挂在不超过60℃的空气中晾干，并用灰卡进行评定。

2.3.2 耐光/氯化水复合色牢度测试步骤

在耐皂洗色牢度试验机中试验，每块试样单独放置在一个容器内。将试样浸入不同有效氯含量的氯化水溶液（按标准GB/T 8433-2013配置）中，浴比100：1，避光静置1h，不时的搅动与挤压确保试样完全浸湿。取出试样，挤压去除试样上多余的氯化水溶液，称取试样质量，测量其带液率为100%±5%。

将试样与蓝色羊毛标样分别固定在防水板上并安装在光照色牢度测试仪的曝晒仓内，按照GB/T 8427-2008规定的任一个曝晒条件和曝晒方法（本文选用方法4）进行曝晒。连续曝晒直到蓝色羊毛标样达到指定褪色等级（用灰卡进行评定），曝晒终止。取出试样，用室温的三级水清洗，然后悬挂在不超过60℃的空气中晾干，用蓝色羊毛标样评定试样的变色。

3 分析与讨论

3.1 不同氯化水溶液浸泡时间对试验的影响

为了更贴近实际生活状态，我们考虑了GB/T 8433-2013中模拟洗涤的步骤，及在密闭机械容器中转动。但从实验结果得知，相同时间（1h）的静置浸泡与转动得到的结果相比较，机械容器中转动1h的色牢度更差；而如果浸泡时间延长，色牢度基本保持恒定不变，这基本可以说明时间越长时间对色牢度的影响不大可以忽略不计；而长时间浸泡与机械容器中转动1h后再浸泡相同时间比较结果表明，色牢度的程度是基本相同的。因此我们决定优化试验，去除GB/T 8433-2013中模拟洗涤的步骤。而且从实验结果可知，氯化水的浸泡处理时间对结果的分析可以基本忽略不计。

3.2 日晒机舱内参数对复合色牢度的影响

復合色牢度测试中使用到的最重要的一个仪器就是光照色牢度测试仪（本次试验使用的是水冷型日晒仪Atlas Ci3000+），它是模拟人工气候用来替代自然气候的仪器，然而日光环境受到天气的变化影响较大，尤其是辐射量、温度、湿度这三项关联参数，因此人造日光替代自然日光的模拟难度很大，需对涉及到的几个关联参数进行控制。

日常检测耐光色牢度中以氙弧光为主要方法，氙弧灯因其可以产生的能量分布与日光光谱非常相近，能大大提高试验的准确性。本次试验选择参考GB/T 8427-2008 《纺织品 色牢度试验 耐人造光色牢度_ 氙弧》，其中辐照强度根据标准规定建议采用的是1.1W/m2（波长420nm）。

对于温度与湿度的选择，根据耐光色牢度的研究报导温度和湿度是相关的量，两者都对耐光色牢度有着很大的影响，因此在耐光/氯化水色牢度检测过程中也扮演着重要的作用。其中温度越高，热量增大，化学反应中的活化能增高，染料中的分子动能也随之增大，进而影响反应的速度；湿度也会直接导致水参加材料的化学反应，复合色牢度在曝晒的过程中材料的化学反应很大的程度取决于试样的有效湿度，根据GB/T 8427-2008中描述（图1），湿度的增加，色牢度变化呈明显的下降趋势。

参考的GB/T 8427-2008中虽然没有具体规定曝晒的具体温度与湿度，但标准中规定了有效湿度的定义及是空气湿度、试样表明温度和决定曝晒过程中试样表面湿气含量的空气相对湿度的结合。不同的温湿度参数模拟出的环境是不同的，我国大部分的地区处于温带地区，但是由于现在一带一路全球化的推进，很多企业纺织品出口到国外，企业内部质量控制时也需考虑到国外天气环境 的变化。因此本试验对几种模拟不同气候参数条件（表2的条件2与条件3），以及测试试样在曝晒时期的敏感性的极限参数条件（表2的条件1与条件4）都做了测试并比较，结果（表3）如下。可以发现美国曝晒条件结果更接近低有效湿度条件的结果，并且高有效条件下的复合色牢度级数比低有效湿度与通常条件/温带的级数要低一些，说明湿度较温度对复合色牢度的影响更大一些。

3.3 不同氯化水浓度对复合色牢度的影响

为了考察氯化水溶液中有效氯含量的不同对耐光/氯化水复合色牢度的影响，其他参数本试验采用条件2（通常条件/温带）进行测试，结果如表4所示。

试验表明当不浸泡氯化水溶液时，色泽深的织物色牢度比较好，这可能是由于染料分子在织物上浓度更大聚集度更大，这样就使得同数量单位的染料分子接触光、水的表面积更小，这样被光氧化的几率也就更加低了；色泽较浅的织物上的染料分子大多呈分散状态，这样光氧化的几率更高。

随着浸泡的氯化水中有效氯含量的不断增加，织物的复合色牢度呈现不断降低的趋势，这表明氯化水的浸泡处理使得染料分子结构可能发生了改变，资料显示活性染料由于其用母体染料、连结基和活性基组成，使其在使用时能与纤维形成共价键结合，而活性氯能够使染料-纤维共价键（偶氮基）发生断裂，造成染料的降解，甚至破坏染料的发色体系，造成织物染色深度和色光发生变化。更甚，在光、湿度、温度的共同作用下更加速了其反应。

4 结束语

综上所述，本文对耐光/氯化水复合色牢度测试的相关内容，进行了简要的分析和阐述，并且得到以下几点结论：

（1）染料的光/氯化水褪色机理非常复杂，但主要是染料分子被氧化降解所造成的。光照处理和氯化水处理都有氧化染料分子的作用，两者共同作用更能加速其氧化。

（2）在耐光/氯化水复合色牢度测试的过程中，本试验从浸泡的氯化水溶液浓度的多少、浸泡时间、以及曝晒的温湿度等方面，作为耐光/氯化水复合色牢度变化的重要分析因素，并且进行相应试验和总结，并对其机理作了简单的分析，希望对之后的研究有所帮助。

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作者简介：

俞昌朝，出生年月：1988.1.8，性別：男，民族：汉，籍贯：浙江宁波，当前职务：检测工程师，学历：硕士，研究方向：化学工程与工艺.