熒光增白劑
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熒光增白劑(Fluorescent Whitening Agent,FWA)
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什麼是熒光增白劑[1]
熒光增白劑 或稱光學增白劑(Optical Brightener),是一種具有很高量子效率的化合物,在百萬至十萬分之一量級即可對本白色或白色的基質(如紡織品、紙張、塑料、塗料)有效地增白。它能夠吸收波長340-380nm左右的紫外光,發射出波長400-450nm左右的藍光,可有效地彌補白色物質因藍光缺損而造成的泛黃,在視覺上顯著提高白色物質的白度以及亮度。熒光增白劑本身呈無色或淺黃(綠)色,在國內外被廣泛地應用於造紙、紡織、合成洗滌劑以及塑料、塗料等行業。
熒光增白劑的增白機理[2]
一般而言,當紫外光照射到某些物質的時候,這些物質吸收紫外光後會發射出各種顏色和不同強度的可見光,而當紫外光停止照射時,這種光纖也隨之很快小試,這種光線稱為熒光。
上藍提高白度是利用藍色光和黃色光互為補色的原理。上藍劑使織物反射光中增加藍色光以抵消織物原有的黃色。雖然在人們的目光下看起來似乎增加了白度,但事實上上藍劑也吸收了一部分光線,因此織物總的反光率有某些下降,所以比較起來帶有某些灰暗,這是上藍劑的不足之處。
熒光增白劑自身無色,在織物上不但能反射可見光,同時還能吸收日光中的紫外光而發射波長為415~466nm,即紫色光的熒光,正好同織物原來反射出的黃色光互為補色,增加而成白色,使織物具有明顯的增白感。由於熒光增白劑發射熒光,使織物總的可見光率較原來增大,故也提高了白度,使織物更悅目。熒光增白劑用於淺色織物,也同樣使亮度增加而起增艷作用。熒光增白劑是利用光學上的補色作用來增白,因此,又可稱為光學增白劑。
熒光增白劑的分類[3]
熒光增白劑種類繁多,可以按母體化學結構或使用用途等對其進行分類。 按用途常分為:①洗滌劑用熒光增向劑;②紡織品用熒光增自劑;③造紙用熒光增白劑;④塑料和合成材料用熒光增自劑;⑤其他用途的熒光增白劑。按熒光增自劑的離解性質分類,又可分為陰離子增白劑,剛離子增白劑,兩性增向劑 根據1982年《染料索引》收錄的359只熒光增自劑, 按照化學結構可分為二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯並惡唑型、苯二甲酰亞胺型五人類:
1.二苯乙烯型
代表物VBL,最大吸收波長346nm,藍色熒光。
2.香豆素型
代表物WS,較強藍色熒光,X、Y或其它 咐置引入基團會有很高的商用價值。
3.吡唑啉型
(1) 對稱型:最大吸收波長374nm代表DT,主要用於對滌綸的增白。
(2)不對稱型:最大吸收波370rnm紅色熒光,代表物EBF, 紅色熒光。
4.苯並惡唑型
代表物WG、DCB,最大吸收波長350nm,藍色熒光,適用於腈綸,羊毛,錦綸,塑料。
5.苯二甲酰亞胺型
藍色熒光。
熒光增白劑的應用[4]
熒光增白劑的用途非常廣泛,由最初的僅用於紡織品發展到現在主要用於造紙、洗滌劑、塑料、塗料、油墨、皮革等領域.目前,在非紡織品上的用量遠大於在紡織品上的用量閻.下麵主要介紹熒光增白劑在造紙、洗滌劑和紡織品中的應用.
1.熒光增白劑在造紙中的應用
在造紙工業中,熒光增白劑是非常重要的添加劑之一,有人形象地把熒光增白劑比作造紙工業的“工業味精”,是生產高白度、高品質紙產品必需使用的功能性助劑.添加了熒光增白劑後製備的紙張,白度可提高10% 以上。
因為紙的主要成分是纖維素纖維,對紙進行增白,通常採用在打漿、施膠、錶面塗布的造紙過程中應用.不同的工藝,應選用性能不同的熒光增白劑.用於造紙工業的熒光增自劑至少應滿足以下條件:①與各種造紙用化學試劑有良好的相容性,也就是說,熒光增白劑的加入不會導致紙品質量下降;②能耐一定的酸鹼度,能耐化學漂白後紙品中殘留氯的影響,能適應造紙工藝過程的需要,也就是說,要有良好的化學穩定性;③對紙纖維有親和力,有較高的白度,對環境無害等。
目前,可用於造紙工業的熒光增白劑品種很多, 牌號也不少,但由於雙三嗪氨基二苯乙烯類熒光增白劑的增白效果好且價格低廉,所以在造紙工業中得到了廣泛的使用,這類產品占熒光增白劑總量的60% 以上。
當前在中國加工製造業能力普遍過剩的狀況下,造紙工業是為數不多的需求不斷擴張的行業之一. 據中國造紙工業協會公佈的《中國造紙工業2009年度報告》,2009年全國紙及紙板產量雖達到8 640萬t,但國內市場紙品的消費量已達到8569萬t。造紙業的飛速發展,將使用於造紙業的熒光增白劑有非常廣闊的發展空間。
2.熒光增自劑在洗滌劑中的應用
洗滌劑是人們日常生活中的必需品.隨著生活水平的提高,人們對洗滌劑的需求也不斷提高,並朝著環保、方便、經濟、高效的方向發展,錶面活性劑和助劑是洗滌劑的主要成分,關係到洗滌劑的性能.目前世界上熒光增白劑消費量的50% 是用於洗滌劑行業。
在洗滌劑中添加一定品種適量的熒光增白劑,不但能改善洗滌劑的外觀,同時還能增加被洗滌織物的白度或鮮艷度,改善洗滌效果.因此可以說,熒光增白劑已成為織物類洗滌劑配方中不可缺少的重要助劑之一.用於洗滌劑工業的熒光增白劑至少應滿足以下條件:①直染性好,即添加到洗滌劑中,一般在常溫或稍加熱並通過浸泡就能增白、增艷;②儘可能地和多種纖維有較好的親合性;③有良好的化學穩定性;④有較好的均勻增白性;⑤對環境無害等。
用於洗滌劑行業的熒光增白劑一般也能在紡織業、造紙業使用,目前,大量用於洗滌劑工業的熒光增白劑主要有5個品種:熒光增白劑VBL;熒光增白劑31#;熒光增白劑33#;熒光增白劑BL;熒光增白劑CBS。
2009年中國合成洗滌劑的產量已高達693萬t,並以每年近5% 的速度遞增.因此與合成洗滌劑配套的熒光增白劑需求量將逐漸遞增。
3.熒光增白劑在織物上的應用
熒光增白劑最初用於紡織纖維領域,至今已有近70年的歷史.由於纖維有纖維素纖維、蛋白質纖維和合成纖維三大類,所以,在使用熒光增白劑時,必須先瞭解纖維的化學組成和物理性能,以便可以準確地選擇合適的熒光增白劑,從而得到滿意的增白效果 .用於紡織纖維工業的熒光增白劑至少應滿足以下條件:①對纖維無損傷,並與其有較好的親和力;②具有較好的水溶性;③有良好的化學穩定性;④有較好的均勻增白性;⑤對環境無害等。
熒光增白劑在紡織纖維上應用比例為:棉42%,黏膠和醋纖23%,合纖25%,羊毛10%.三嗪基氨基二苯乙烯類熒光增白劑主要用於纖維素纖維的增白;滌綸纖維是一種疏水性纖維,故需採用非離子型疏水性的熒光增白劑對其增白,如熒光增白劑DT等;羊毛本身略帶黃色,在增白前必須先經漂白,目前常用的熒光增白劑為CBS等;聚酰胺纖維常用C.I熒光增白劑40等進行增白;因為腈綸上有帶負電荷的酸性基團,所以腈綸增白多用陽離子型熒光增白劑,如C.I熒光增白劑363等;醋酸纖維在水中的膨化度很低,在水中帶有很強的負電荷,所以需用非離子型的熒光增白劑進行增白,如熒光增白劑DT等。
4.其他應用
隨著塑料丁業的蓬勃發展,人們對塑料製品的外觀性能要求不斷提高,因此用熒光增白劑來改善塑料製品的外觀性能已越來越受到關註。熒光增白劑除了在上述各領域的應用外,還應用到了珍珠增白、塗料、皮革等。選取何種類型的熒光增白劑需要根據具體應用情況而定。在應用時,要充分考慮增白劑的應用條件,如pH、溫度、濕度和增白效果,才能達到理想的增白效果。
- ↑ 標準規定的熒光增白劑在洗滌劑中的應用是安全的.中國洗滌用品工業協會,2011年8月2日
- ↑ 第十七章 熒光增白劑.精細化學品化學.華東理工大學精品課程
- ↑ 孫海洋,張健飛,鞏繼賢,曹成波.熒光增白劑的應用與發展趨勢[J].河北紡織,2013(1)
- ↑ 袁躍華,朱永軍,田茂忠.熒光增白劑的應用及發展趨勢[J].山西大同大學學報(自然科學版),2010(5)