半花菁荧光染料稳定性及构效关系研究

半花菁荧光染料稳定性及构效关系研究
半花菁荧光染料反式-4-[对-(N,N-二乙醇胺)苯乙烯基]-N-乙基吡啶溴化盐(DHEASPBr-C2)是一种荧光性能优异的染料,在纺织纤维领域具有重要的应用,但由于其光稳定性较差,严重影响了服用性能。本文通过实验与量子化学计算两种方法,揭示了该染料主要光降解机理。
其次,采用量子化学中的从头算方法、密度泛函理论方法和二级微扰理论方法全优化两种染料正离子几何构型并计算分子轨道,得到稳定的基态分子几何构型和电子结构,r-C2光降解机理,并与实验良好符合;同时,采用密度泛函理论计算方法,通过在DHEASP-C2+上增加吸电子基团或供电子基团,设计出光稳定性能较好的染料化学结构。此外,初探分形理论,运用分形匹配原理与brachistofractality原理,研究染料DHEASPBr-C2分子四种简化模型与相应碎片分子分形维数值之间的关系,计算结果与实验良好符合。
首先,采用自制半花菁荧光染料DHEASPBr-C2上染腈纶织物,并与商品荧光染料荧光黄(X-10GFF)腈纶染色织物对比,比较两种染料染色织物在模拟太阳光(氙灯)光照下的光稳定性;同时,研究两种染料水溶液分别在高压汞灯与模拟太阳光(氙灯)光照下的光稳定性及光解动力学,测定不同光照时间后的K/S值、Lab值、反射率、紫外吸收光谱与单光子荧光发射光谱等,并通过质谱分析染料光解产物。结果表明:DHEASPBr-C2染色织物光稳定性不如商品荧光染料X-10GFF染色织物,两种染料水溶液在两种灯源光照下其稳定性也有相似的趋势,且染料在紫外光下更容易受到破坏,两种染料均不同程度地产生一些光降解产物。