1.荧光增白剂概述
英国物理学家George GabrielStokes在1852年首次阐述了荧光现象。1929年,Krais.P首先发现6,7-二羟基香豆素具有荧光增白作用;1940年,德国IG公司研发出具有实用价值的荧光增白剂,并开始了其商品化历程。
1959年,原天津染料厂生产出我国第一只荧光增白剂——V B L(C.I.85),该品种属双三嗪氨基二苯乙烯类型。1966年,原化学工业部颁布了该品种的化工行业标准(部颁标准),编号为HG 2-382-66,这是我国荧光增白剂产品的第一个行业标准。现在该产品标准已升级为GB/T 10661-2003《荧光增白剂VBL》。荧光增白剂在我国最初只用于纺织印染行业。60年代后期,荧光增白剂开始在合成洗涤剂行业使用,70年代才用于造纸行业。
荧光增白剂的用途非常广泛,从最初仅用于纺织品,到现在广泛用于造纸、洗涤剂、塑料、涂料、油墨、皮革等多个领域。随着经济飞速发展,荧光增白剂的用途与用量仍在不断扩大。目前,纺织工业已经不是荧光增白剂用量最大的领域。在世界各国,荧光增白剂在不同行业的应用比例存在差异,但使用比例的排序基本相同:即主要用于洗涤剂,其次是造纸,纺织第三,塑料及其他领域的用量较小。
2.荧光增白剂在纺织品上的增白原理
在纺织工业中,纤维自身的白度往往达不到人们审美的要求。尤其是天然纤维,由于生长环境与生长周期不同,其白度差异很大。白色物质一般对可见光中450~480nm的蓝光有轻微吸收,而造成蓝色不足,使其稍带黄色而给人以陈旧之感。为此,人们采取了不同措施来使物品增白、增艳。
在荧光增白剂出现以前,通常采用的增白方法主要有两种:①加蓝增白法,这种方法可以起到增白作用,但效果有限,而且由于总的反射光量减少,使物品色泽变暗。②化学漂白法,主要是通过氧化还原反应而使物质褪色,但对纤维素会造成一定的破坏,而且漂白后的织物常带黄色,反而影响增白效果。
荧光增白剂可以弥补传统增白方法的不足,并显示出巨大的优越性。荧光增白剂能吸收能量较高的近紫外光线,使其分子进入激发态,然后被激分子跃迁到能量较低的基态,并发射出荧光。
由于发生了能量损失,辐射的荧光波长变长(大约为450nm的蓝光),泛黄物品的黄色可以被荧光增白剂反射出来的蓝光补偿,从而增加了物品的表观白度。由于发射光的强度超过了投射于被处理织物上原来可见光的强度,所以产生了略带色光的增白效果。具有实用价值的荧光增白剂,除了吸收紫外光而发出紫蓝色的荧光和具有高的荧光效率外,本身还必须接近无色或微黄色,具有普通染料的特性,对被增白的织物如纤维有良好的亲和力、良好的溶解性或分散性能以及较好的耐洗、耐晒和耐烫等牢度性能。
荧光增白剂的增白特性是由其分子的特殊结构决定的。它的发色基团具有可发生π一π*跃迁的共轭体系,最常见的这些体系有苯环、萘环、三嗪环、乙烯基、五元杂环和其他一些稠环体系。共轭程度小的电子体系一般只吸收很短波长的光,随着共轭体系增大,可吸收光的波长增大,电子就越容易被激发,增白剂的荧光效率越大,从而满足荧光增白剂的增白要求。
3.荧光增白剂在纺织工业中的应用
荧光增白剂在纺织工业领域的应用已有近70年的历史,由于其在纺织纤维上特有的增白、增艳效果而受到染整业者和消费者的喜爱。目前,还未有相应技术可以替代荧光增白剂的作用。
有人认为,通过漂白的方式就可以取代荧光增白剂。而且这方面有些产品确有研究,如通过氯漂和氧漂的多次漂白来达到面料的白度要求,但过渡漂白容易损伤纤维,造成服装穿着时强力下降。
纺织纤维有纤维素纤维、蛋白质纤维和合成纤维三大类。在纺织品上应用荧光增白剂是有要求的,至少应满足以下5个方面的要求:①对纤维无损伤,并与其有较好的结和力;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。
按化学结构类型分,在纺织工业中应用的荧光增白剂主要包括六大类:①双三嗪氨基二苯乙烯类型;②二苯乙烯联苯类型;③双苯并唑类型;④二苯乙烯基苯类型;⑤吡唑啉类型;⑥香豆素类型。在使用荧光增白剂时,须根据纤维的化学组成和物理性能,选择合适的荧光增白剂,从而得到满意的增白效果。
荧光增白剂在纺织工业中的应用比例如下(按在纤维上所占百分数计):棉纤维占42%,粘胶、醋纤占23%,合成纤维占25%,羊毛占10%。
4.与荧光增白剂相关的纺织品标准
在国际上,荧光增白剂被认为是一种白色染料,每一种结构的荧光增白剂有其相应的染料索引号;在我国,荧光增白剂通常被认为是一种重要的功能性整理助剂。
荧光增白剂作为染料使用,其安全性应满足染料的安全标准。
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