荧光增白剂

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荧光增白剂(Fluorescent Whitening Agent,FWA)

目录

什么是荧光增白剂[1]

  荧光增白剂 或称光学增白剂(Optical Brightener),是一种具有很高量子效率的化合物,在百万至十万分之一量级即可对本白色或白色的基质(如纺织品、纸张、塑料涂料)有效地增白。它能够吸收波长340-380nm左右的紫外光,发射出波长400-450nm左右的蓝光,可有效地弥补白色物质因蓝光缺损而造成的泛黄,在视觉上显著提高白色物质的白度以及亮度。荧光增白剂本身呈无色或浅黄(绿)色,在国内外被广泛地应用于造纸、纺织合成洗涤剂以及塑料、涂料等行业。

荧光增白剂的增白机理[2]

  一般而言,当紫外光照射到某些物质的时候,这些物质吸收紫外光后会发射出各种颜色和不同强度的可见光,而当紫外光停止照射时,这种光纤也随之很快小试,这种光线称为荧光。

  上蓝提高白度是利用蓝色光和黄色光互为补色的原理。上蓝剂使织物反射光中增加蓝色光以抵消织物原有的黄色。虽然在人们的目光下看起来似乎增加了白度,但事实上上蓝剂也吸收了一部分光线,因此织物总的反光率有某些下降,所以比较起来带有某些灰暗,这是上蓝剂的不足之处。

  荧光增白剂自身无色,在织物上不但能反射可见光,同时还能吸收日光中的紫外光而发射波长为415~466nm,即紫色光的荧光,正好同织物原来反射出的黄色光互为补色,增加而成白色,使织物具有明显的增白感。由于荧光增白剂发射荧光,使织物总的可见光率较原来增大,故也提高了白度,使织物更悦目。荧光增白剂用于浅色织物,也同样使亮度增加而起增艳作用。荧光增白剂是利用光学上的补色作用来增白,因此,又可称为光学增白剂。

荧光增白剂的分类[3]

  荧光增白剂种类繁多,可以按母体化学结构或使用用途等对其进行分类。 按用途常分为:①洗涤剂用荧光增向剂;②纺织品用荧光增自剂;③造纸用荧光增白剂;④塑料和合成材料用荧光增自剂;⑤其他用途的荧光增白剂。按荧光增自剂的离解性质分类,又可分为阴离子增白剂,刚离子增白剂,两性增向剂 根据1982年《染料索引》收录的359只荧光增自剂, 按照化学结构可分为二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯并恶唑型、苯二甲酰亚胺型五人类:

  1.二苯乙烯型

  代表物VBL,最大吸收波长346nm,蓝色荧光。

  2.香豆素型

  代表物WS,较强蓝色荧光,X、Y或其它 咐置引入基团会有很高的商用价值。

  3.吡唑啉型

  (1) 对称型:最大吸收波长374nm代表DT,主要用于对涤纶的增白。

  (2)不对称型:最大吸收波370rnm红色荧光,代表物EBF, 红色荧光。

  4.苯并恶唑型

  代表物WG、DCB,最大吸收波长350nm,蓝色荧光,适用于腈纶,羊毛,锦纶,塑料。

  5.苯二甲酰亚胺型

  蓝色荧光。

荧光增白剂的应用[4]

  荧光增白剂的用途非常广泛,由最初的仅用于纺织品发展到现在主要用于造纸、洗涤剂、塑料、涂料、油墨、皮革等领域.目前,在非纺织品上的用量远大于在纺织品上的用量阎.下面主要介绍荧光增白剂在造纸、洗涤剂和纺织品中的应用.

  1.荧光增白剂在造纸中的应用

  在造纸工业中,荧光增白剂是非常重要的添加剂之一,有人形象地把荧光增白剂比作造纸工业的“工业味精”,是生产高白度、高品质纸产品必需使用的功能性助剂.添加了荧光增白剂后制备的纸张,白度可提高10% 以上。

  因为纸的主要成分是纤维素纤维,对纸进行增白,通常采用在打浆、施胶、表面涂布的造纸过程中应用.不同的工艺,应选用性能不同的荧光增白剂.用于造纸工业的荧光增自剂至少应满足以下条件:①与各种造纸用化学试剂有良好的相容性,也就是说,荧光增白剂的加入不会导致纸品质量下降;②能耐一定的酸碱度,能耐化学漂白后纸品中残留氯的影响,能适应造纸工艺过程需要,也就是说,要有良好的化学稳定性;③对纸纤维有亲和力,有较高的白度,对环境无害等。

  目前,可用于造纸工业的荧光增白剂品种很多, 牌号也不少,但由于双三嗪氨基二苯乙烯类荧光增白剂的增白效果好且价格低廉,所以在造纸工业中得到了广泛的使用,这类产品占荧光增白剂总量的60% 以上。

  当前在中国加工制造业能力普遍过剩的状况下,造纸工业是为数不多的需求不断扩张的行业之一. 据中国造纸工业协会公布的《中国造纸工业2009年度报告》,2009年全国纸及纸板产量虽达到8 640万t,但国内市场纸品的消费量已达到8569万t。造纸业的飞速发展,将使用于造纸业的荧光增白剂有非常广阔的发展空间。

  2.荧光增自剂在洗涤剂中的应用

  洗涤剂是人们日常生活中的必需品.随着生活水平的提高,人们对洗涤剂的需求也不断提高,并朝着环保、方便、经济、高效的方向发展,表面活性剂和助剂是洗涤剂的主要成分,关系到洗涤剂的性能.目前世界上荧光增白剂消费量的50% 是用于洗涤剂行业。

  在洗涤剂中添加一定品种适量的荧光增白剂,不但能改善洗涤剂的外观,同时还能增加被洗涤织物的白度或鲜艳度,改善洗涤效果.因此可以说,荧光增白剂已成为织物类洗涤剂配方中不可缺少的重要助剂之一.用于洗涤剂工业的荧光增白剂至少应满足以下条件:①直染性好,即添加到洗涤剂中,一般在常温或稍加热并通过浸泡就能增白、增艳;②尽可能地和多种纤维有较好的亲合性;③有良好的化学稳定性;④有较好的均匀增白性;⑤对环境无害等。

  用于洗涤剂行业的荧光增白剂一般也能在纺织业、造纸业使用,目前,大量用于洗涤剂工业的荧光增白剂主要有5个品种:荧光增白剂VBL;荧光增白剂31#;荧光增白剂33#;荧光增白剂BL;荧光增白剂CBS。

  2009年中国合成洗涤剂的产量已高达693万t,并以每年近5% 的速度递增.因此与合成洗涤剂配套的荧光增白剂需求量将逐渐递增。

  3.荧光增白剂在织物上的应用

  荧光增白剂最初用于纺织纤维领域,至今已有近70年的历史.由于纤维有纤维素纤维、蛋白质纤维和合成纤维三大类,所以,在使用荧光增白剂时,必须先了解纤维的化学组成和物理性能,以便可以准确地选择合适的荧光增白剂,从而得到满意的增白效果 .用于纺织纤维工业的荧光增白剂至少应满足以下条件:①对纤维无损伤,并与其有较好的亲和力;②具有较好的水溶性;③有良好的化学稳定性;④有较好的均匀增白性;⑤对环境无害等。

  荧光增白剂在纺织纤维上应用比例为:棉42%,黏胶和醋纤23%,合纤25%,羊毛10%.三嗪基氨基二苯乙烯类荧光增白剂主要用于纤维素纤维的增白;涤纶纤维是一种疏水性纤维,故需采用非离子型疏水性的荧光增白剂对其增白,如荧光增白剂DT等;羊毛本身略带黄色,在增白前必须先经漂白,目前常用的荧光增白剂为CBS等;聚酰胺纤维常用C.I荧光增白剂40等进行增白;因为腈纶上有带负电荷的酸性基团,所以腈纶增白多用阳离子型荧光增白剂,如C.I荧光增白剂363等;醋酸纤维在水中的膨化度很低,在水中带有很强的负电荷,所以需用非离子型的荧光增白剂进行增白,如荧光增白剂DT等。

  4.其他应用

  随着塑料丁业的蓬勃发展,人们对塑料制品的外观性能要求不断提高,因此用荧光增白剂来改善塑料制品的外观性能已越来越受到关注。荧光增白剂除了在上述各领域的应用外,还应用到了珍珠增白、涂料、皮革等。选取何种类型的荧光增白剂需要根据具体应用情况而定。在应用时,要充分考虑增白剂的应用条件,如pH、温度、湿度和增白效果,才能达到理想的增白效果。

参考文献

  1. 标准规定的荧光增白剂在洗涤剂中的应用是安全的.中国洗涤用品工业协会,2011年8月2日
  2. 第十七章 荧光增白剂.精细化学品化学.华东理工大学精品课程
  3. 孙海洋,张健飞,巩继贤,曹成波.荧光增白剂的应用与发展趋势[J].河北纺织,2013(1)
  4. 袁跃华,朱永军,田茂忠.荧光增白剂的应用及发展趋势[J].山西大同大学学报(自然科学版),2010(5)
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