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油墨用发光颜料的光学特征简析2

2008/8/26/09:30

    油墨用发光颜料的光学特征简析1

    在激发态中,振动松弛比光发射要快,故由于邻近分子的碰撞而振动能会立即消失,直至分子进入第一激发态的低振动水平时止。大多数分子在达到第一激发(单重)态的较低振动水平后,就失去它们的剩余电子和振动能(由于内转换和其它减活化过程)。当发生这种情况时,分子就落入基能态而不发生发射。所以,在这个过程中分子如能选择性地吸收一部分入射光而反射出一部分剩余光时,就形成了颜色。例如当一束白光落在非荧光(一般)的橙色颜料上时,只反射橙色波长,而剩余的光则披吸收而转变成热。

    

    也可能是有些激发的分子会失掉它们的振动能,然后遇到发射转移而达基态,这就可形成荧光或磷光,它取决于分子是处于激发的单重态或三重态(TripletState)。三重态这个术语是用以叙述一种电子状态的,它是指一个分子中所有电子的旋转都是成对的。由于大多数分子是处于基态能量水平的单重态,故如果

    在吸收过程中电子的旋转并不改变,则激发态仍是单重态。而当一个分子随光子的发射而直接从激发的单重态进入基态时时,就发生荧光现象。这些从激发单重态至基单重态的发射寿命为10-9~10-7秒。这些荧光光谱经常是长波长吸收带的一个镜面图象。

    荧光发射比起激发发射来,波长是较长的,这是由于分子遇到振动减活化(过程)先于荧光发射之故。按照普朗克关系,发射光只有很少能量,并且是低频率(长波长)的。

    如果激发分子遇到激发三重态的电子倒转,则它将由于发射过程(磷光)而趋向基态。由于需要改变旋转,故磷光的发射寿命远远长于荧光,有机磷光化合物的发射寿命可由10-4至数秒钟。无机的多晶颜料则具有更长的寿命,这些颜料包括锌、镉、钡、锶的硫化物或硅酸盐类。大部分结晶磷光物都掺有少量活化剂,如铜、铝、银等。这些无机磷光物质的发光时间比有机磷光物质的要长得多,有时可达12小时。

    荧光染料:人们虽然对分子结构与荧光活性的关系做了许多研究工作,但得到的结果仍仅仅是大量的概念。光的吸收主要是由于出现了不成键电子,例如在氧原子中,在醛类中。或出现了非定域的流动电子-π电子。当分子中有大量π电子后,在能量水平之间的差别就变得比较小了,故较低能量(可见光)的长波长发射,就有可能激发分子。有些脂族化合物,例如胡萝卜素,具有大量的能吸收光的共轭键系统,这些化合物带有强烈的色彩。故具有对称共轭键系统的芳族物质就能产生更强烈的色彩,而且经常带有荧光。芳族荧光物质上的取代基团对荧光是有影响的,邻位和对位——直接基团,都倾向于增加荧光,而间位——直接

    基团,则倾向于降低荧光。对荧光染料进行广泛研究后,发现大部分荧光染料含有一个蒽环系统,其中第9个碳和第10个碳被一些基团如CH、O、N、NH和S所取代后,就倾向于π电子系统了。电子接受体,例如卤族,就倾向于吸引电子,从而就减少了发生荧光的机率。

    大部分日光荧光颜料是以一些染料制造的,它们能将紫外光和短波长可见光改变成可见荧光。日光荧光在下午或日暮时更甚,因为其时在日光中的短波长光占有更高的比例。

    必须注意,一般的橙色颜料和日光荧光橙色颜料在白光下看起来,除了荧光颜料稍亮些外,基本上是相似的。但在蓝或绿光照射下,一般的橙色颜料就成了黑色(它都不反射这些波长)。而荧光橙却呈亮橙色。

    油墨用发光颜料的光学特征简析3

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