1.熒光增白劑概述
英國物理學家George GabrielStokes在1852年首次闡述了熒光現象。1929年,Krais.P首先發現6,7-二羥基香豆素具有熒光增白作用;1940年,德國IG公司研發出具有實用價值的熒光增白劑,并開始了其商品化歷程。
1959年,原天津染料廠生產出我國第一只熒光增白劑——V B L(C.I.85),該品種屬雙三嗪氨基二苯乙烯類型。1966年,原化學工業部頒布了該品種的化工行業標準(部頒標準),編號為HG 2-382-66,這是我國熒光增白劑產品的第一個行業標準。現在該產品標準已升級為GB/T 10661-2003《熒光增白劑VBL》。熒光增白劑在我國最初只用于紡織印染行業。60年代后期,熒光增白劑開始在合成洗滌劑行業使用,70年代才用于造紙行業。
熒光增白劑的用途非常廣泛,從最初僅用于紡織品,到現在廣泛用于造紙、洗滌劑、塑料、涂料、油墨、皮革等多個領域。隨著經濟飛速發展,熒光增白劑的用途與用量仍在不斷擴大。目前,紡織工業已經不是熒光增白劑用量最大的領域。在世界各國,熒光增白劑在不同行業的應用比例存在差異,但使用比例的排序基本相同:即主要用于洗滌劑,其次是造紙,紡織第三,塑料及其他領域的用量較小。
2.熒光增白劑在紡織品上的增白原理
在紡織工業中,纖維自身的白度往往達不到人們審美的要求。尤其是天然纖維,由于生長環境與生長周期不同,其白度差異很大。白色物質一般對可見光中450~480nm的藍光有輕微吸收,而造成藍色不足,使其稍帶黃色而給人以陳舊之感。為此,人們采取了不同措施來使物品增白、增艷。
在熒光增白劑出現以前,通常采用的增白方法主要有兩種:①加藍增白法,這種方法可以起到增白作用,但效果有限,而且由于總的反射光量減少,使物品色澤變暗。②化學漂白法,主要是通過氧化還原反應而使物質褪色,但對纖維素會造成一定的破壞,而且漂白后的織物常帶黃色,反而影響增白效果。
熒光增白劑可以彌補傳統增白方法的不足,并顯示出巨大的優越性。熒光增白劑能吸收能量較高的近紫外光線,使其分子進入激發態,然后被激分子躍遷到能量較低的基態,并發射出熒光。
由于發生了能量損失,輻射的熒光波長變長(大約為450nm的藍光),泛黃物品的黃色可以被熒光增白劑反射出來的藍光補償,從而增加了物品的表觀白度。由于發射光的強度超過了投射于被處理織物上原來可見光的強度,所以產生了略帶色光的增白效果。具有實用價值的熒光增白劑,除了吸收紫外光而發出紫藍色的熒光和具有高的熒光效率外,本身還必須接近無色或微黃色,具有普通染料的特性,對被增白的織物如纖維有良好的親和力、良好的溶解性或分散性能以及較好的耐洗、耐曬和耐燙等牢度性能。
熒光增白劑的增白特性是由其分子的特殊結構決定的。它的發色基團具有可發生π一π*躍遷的共軛體系,最常見的這些體系有苯環、萘環、三嗪環、乙烯基、五元雜環和其他一些稠環體系。共軛程度小的電子體系一般只吸收很短波長的光,隨著共軛體系增大,可吸收光的波長增大,電子就越容易被激發,增白劑的熒光效率越大,從而滿足熒光增白劑的增白要求。
3.熒光增白劑在紡織工業中的應用
熒光增白劑在紡織工業領域的應用已有近70年的歷史,由于其在紡織纖維上特有的增白、增艷效果而受到染整業者和消費者的喜愛。目前,還未有相應技術可以替代熒光增白劑的作用。
有人認為,通過漂白的方式就可以取代熒光增白劑。而且這方面有些產品確有研究,如通過氯漂和氧漂的多次漂白來達到面料的白度要求,但過渡漂白容易損傷纖維,造成服裝穿著時強力下降。
紡織纖維有纖維素纖維、蛋白質纖維和合成纖維三大類。在紡織品上應用熒光增白劑是有要求的,至少應滿足以下5個方面的要求:①對纖維無損傷,并與其有較好的結和力;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。
按化學結構類型分,在紡織工業中應用的熒光增白劑主要包括六大類:①雙三嗪氨基二苯乙烯類型;②二苯乙烯聯苯類型;③雙苯并唑類型;④二苯乙烯基苯類型;⑤吡唑啉類型;⑥香豆素類型。在使用熒光增白劑時,須根據纖維的化學組成和物理性能,選擇合適的熒光增白劑,從而得到滿意的增白效果。
熒光增白劑在紡織工業中的應用比例如下(按在纖維上所占百分數計):棉纖維占42%,粘膠、醋纖占23%,合成纖維占25%,羊毛占10%。
4.與熒光增白劑相關的紡織品標準
在國際上,熒光增白劑被認為是一種白色染料,每一種結構的熒光增白劑有其相應的染料索引號;在我國,熒光增白劑通常被認為是一種重要的功能性整理助劑。
熒光增白劑作為染料使用,其安全性應滿足染料的安全標準。
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