染料分子中取代基的性质和位置对异构体的平衡状态有很大的影响。例如-O-CH3这个取代基是一个给电子体,而偶氮染料分子是受电子体,因此这种给电子体的取代基使染料分子更加稳定,不易褪色。同样,腙异构体中的亚胺基-NH是给电子体,对于像硝基-NO2之类的受电子体取代基,也可以使染料分子趋于稳定。
作用于分子内部或分子之间的氢键结合可以使腙异构体更加稳定。举例来说,腙分子内部氧原子位置上的-OH与偶氮基上的-N之间的氢键,由于O形成的氢键要比N形成的氢键强大,可以使异构体更稳定。
油墨成分与纸张成分之间形成的氢键属于分子之间的氢键,它们也有类似分子内部氢键的效果。但是不同形式的异构体之间的变化是很难控制的,因此腙异构体的含量也不能确定。一般情况下,在极性介质中,腙异构体中的含量要高一些。
除分子的结构之外,着色剂的易聚集性也会影响喷墨印刷品的耐光性。如果染料分子聚集在一起,裸露在外面接受光线的染料分顾小萍对喷墨印刷图像持久性的研究,聚集体外面的染料分子老化褪色,但内部分子完好无损,降低了褪色的程度。使用少量的碱性溶剂可以使着色剂分子更加容易聚集在一起,但是如果染料分子过多地聚集在一起,会使得印刷品着色不均匀。降低着色剂的可溶性也可用来提高染料型喷墨印刷品的耐光性。例如通过减少着色剂中酸性基团的离子化程度,可以降低着色剂的可溶性。
在染料型油墨中,染料的类型、溶剂的成分等对印刷品的耐光性都有很大的影响,表面活性剂对耐光性的影响不大。随着有机联合溶剂的增加,喷墨印刷品的耐光度降低。以上内容主要介绍的是油墨成分对耐光性的影响,承印材料的属性也会影响印品的耐光度,纸张的涂层就是一个主要的方面。纸张涂层一般是一种聚合体系统,该聚合物可以使着色剂在纸张表面固定。例如,经薄层色谱法分析,当染料分子在纸张表面聚集时,PVA涂层有利于染料分子的连结和固定。一般的喷墨纸张表面都包含一层保护层涂料,可以使染料的发色团免受光线和氧气的影响。这种涂层可能含有强紫外线吸收剂,如二苯甲酮。这种物质通过异构化的过程释放吸收来的能量,吸收紫外线之后能够产生激发态电子和空穴,然后转移到染料颗粒的表面,与氧气、水和表面氢氧化物发生反应。可以使用自由基清除剂和过氧化物之类的抗氧化剂混合在介质中防止上述反应的发生。
富含羟基的涂层材料,如PVA、纤维素衍生物等,它们具有很好的自由基抑制性能,有利于提高喷墨印刷品的见光稳定性。聚合物涂层的氢键结合能力的提高,可以降低某些偶氮染料的褪色。研究表明,包含硫磺酸酸性基团的偶氮染料,在与PVA涂层接触时没有明显的染料分子聚集,但其稳定性却很好。除含羟基的聚合物之外,含烃基、乙烷基的聚合物,也可以使着色剂具有很好的见光稳定性。在上一段内容中曾提到含有紫外线吸收剂的涂层使油墨中的着色剂不稳定,这种涂层往往包含PVP和多阳离子体系。例如说多DADMAC,是一种普通的媒染剂,这种物质降低了着色剂的耐光性,因为在上述阳离子涂层中,染料分子是固定在涂层表面的,很容易接受到紫外线,发生见光分解。由含氮聚合物如PVP组成的受墨层的涂层,当含氮染料与之接触时,染料分子不易聚集,这也使得喷墨印刷品的见光稳定性降低。
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