9.4.2. Строение и светостойкость азокрасителей
Благодаря развитой системе микроскопических пор окрашенное волокно в процессе эксплуатации в большей или меньшей степени сорбирует влагу, соли и атмосферные газы, O2;CO2;SO2;окислы азота.
В этой многокомпонентной системе под действием света генерируются активные частицы радикальной и ион-радикальной природы, которые взаимодействуют с фотовозбужденными молекулами красителей, подвергая их окислительной или восстановительной деструкции.
Например, в фотохимическом окислениимогут участвоватькислородивода:
В фотохимическом восстановлениимогут участвоватьвещества-донорыэлектрона: соединения с активными метиленовыми группами, амины, гидроксисоедиения неорганические ионы –Fe2+;SO32-:
Таким образом, выцветание красителейпредставляет собой сложный фотохимический процесс, который включает несколько параллельно и последовательно протекающих реакций, приводящих к разрушению хромофорной системы красителя.
Легче всего подвергаются фотохимическому разрушению соединения, содержащие легкоподвижные атомы и непрочные связи. В азокрасителях такими "уязвимыми" местами являются:
легкозамещаемые Н-атомы амино- и гидроксигрупп, присутствие которых предопределяется способом синтеза азокрасителя;
реакционноспособные двойные связи в хиноидных ядрах, которые возникают в результате азогидразонной таутомерии.
Поэтому для повышения светостойкости азокрасителей прибегают к следующим приемам.
1)Уменьшаютчисло подвижных атомовпутем алкилирования или ацилированияHO-иH2N-групп:
2)Снижаютподвижность Н-атомов, вовлекая их в образование внутримолекулярных водородных связей, что возможно при расположенииH2N- иHO-групп ворто- ипери-положениях к азогруппе.
3) Создают пространственные затруднения таутомерному превращению азоформыв менее устойчивую хинонгидразонную форму. Это достигается нарушением плоскостности молекулы при введении объемистых заместителей ворто- илипери-положениеказогруппеили кHO-иH2N-группам.
4) Значительное повышение светостойкости всегда наблюдается ипри образовании внутрикомплексных соединений азокрасителяс металлами.
Этот эффективный способ увеличения прочностных свойств красителей реализуется в случае применения ценных кислотно-протравных и металлсодержащих моноазокрасителей.
9.4.3. Протравные моноазокрасители.
Протравные моноазокрасители в основном используются для крашения белковых субстратов: шерсти, натурального шелка, кожи и меха. Этот ценный технический класс красителей представлен водорастворимыми азосоединениями, которые
в процессе крашения образуют комплексное соединение с катионами хрома, Cr3+,
или уже являются внутрикомплексными соединениями хрома, реже кобальта или железа.
Соединения первого типасоставляют группукислотно-протравных или хромовых красителей. Они содержат кислотные сульфогруппы или карбоксильные группы и поэтому окрашивают шерсть и шелк как обычные кислотные красители. Вместе с тем, они способны взаимодействовать на волокнес хромовой протравой, образуя металлокомплексные соединения, которые прочно удерживаются в структуре волокна.
Соединения второго типасоставляют группуметаллсодержащих красителей. Они, также как хромовые красители, обладают сродством к белковым веществам и поэтому могут рассматриваться в рамках одного технического класса красителей.