精细化工

4.1概述4.1.1荧光增白剂的定义荧光增白剂（fluorescentbrightener）是一种荧光染料，或称为白色染料，也是一种复杂的有机化合物。它的特性是能激发入射光线产生荧光，使所染物质获得类似荧石的闪闪发光的效应，使肉眼看到的物质很白，达到增白的效果。化合物作为荧光增白剂的同时具备的条件1）化合物本身接近无色或浅色2）有较高的荧光量子产率3）对底物有较好的亲和性，但相互间无化学作用4）有较好的热化学或光化学稳定性注：工业上使用的荧光增白剂全是人工合成有机化合物荧光增白剂增白原理原纤维呈黄色是因为其中含有有色杂质，它们的吸收波长在450nm左右。荧光增白剂之所以能对呈黄色的底物其增白作用，是因为吸附在底物上的荧光增白剂可吸收波长为350nm左右的紫外线，然后发射出波长为450左右的蓝色或蓝紫色的可见光，可以补偿底物杂质吸收的光，是人感觉底物的白度和鲜艳度增加了。4.1.2增白与漂白增白是指利用光的补色原理增加纺织物白度的整理工艺过程，又称加白能把有机有色物质的发色基因氧化，但有机有色物的基本物质没有破坏，这一变化叫漂白注：如果含有有色杂质的底物经过化学漂白直接用荧光增白剂增白将得不到良好的增白效果增白剂与漂白剂的区别荧光增白剂的增白是一种光学作用，不会对纤维组织造成损伤，但是荧光增白剂对紫外线相当敏感，其处理过的制品长期暴露的日光下，其白度因荧光增白剂分子被光分解而逐渐下降。用作化学漂白的的试剂实际上是氧化剂或还原剂，可以暂时或永久的出去底物中的有色杂质，会不同程度地损伤纤维组织。4.2荧光增白剂的分类分类方式：化学结构应用荧光增白剂按母体结构分类碳环类三嗪基氨基二苯乙烯类二苯乙烯-三氨唑类苯并噁唑类呋喃，苯并呋喃和苯并咪唑类1，3-二苯基吡唑啉类香豆素类奈酰亚胺类杂类4.2.1碳环类碳环类荧光增白剂是指分子的母体中不含杂环，同时母体上的取代基也不含杂环的一类荧光增白剂。组成碳环类荧光增白剂的母体分子主要有三种：1，4’-二苯乙烯苯（1，4‘-distyrylbenzene）4，4’-二苯乙烯联苯（4，4‘-distyrylbiphenyl）4，4’-二苯乙烯基二苯乙烯（4，4‘-divinylstilbene）4.2.2三嗪基氨基二苯乙烯类三嗪基氨基二苯乙烯是4，4‘-二氨基二苯乙烯-2，2’二磺酸（DSD酸）与三聚氯氰的缩合物，其结构式如下：具有该结构类型的荧光增白剂是现有已商品化的荧光增白剂中的品种最多的，80%以上的荧光增白剂都属于此结构类型，它们广泛的用于纤维素类纺织品，纸浆，再生纤维以及洗涤剂的增白。4.2.3二苯乙烯-三氨唑类二苯乙烯-三氨唑是二苯乙烯类化合物与三氮唑类化合物的缩合物，该类荧光增白剂问世较早，缺点是荧光色调偏绿，对纤维增白的白度不够高，现正逐步退出市场。目前仍在使用的此类荧光增白剂有结构对称的和结构不对称的两种类型4.2.4苯并噁唑类苯并噁唑类荧光增白剂是产量上仅次于三嗪基氨基二苯乙烯类的荧光增白剂。此类荧光增白剂中的大多数是高性能的品种，它们的价格远远高于三嗪基氨基二苯乙烯类的荧光增白剂。苯并噁唑基团非常容易引入分子中，它们在分子中参与电子的共轭，所以将它们引入分子后，延长了分子的共轭键。典型的品种有EastobriteOB-1,结构如下：NONO它在我国的商品名称为荧光增白剂OB-1，被广泛用于涤纶纤维树脂的原液增白。4.2.5呋喃，苯并呋喃和苯并咪唑类呋喃，苯并呋喃和苯并咪唑本身不是荧光增白剂的母体，但它们都是构成荧光增白剂的结构单元。它们可与其他结构单元（如联苯）一起组成性能良好的荧光增白剂。呋喃于联苯的组合在结构上类似于苯乙烯与联苯组合。含磺酸基团的此类组合具有很好的水溶性，特别适合尼龙纤维和纤维素纤维的增白，典型的化合物的结构如下：4.2.61，3-二苯基吡唑啉类1，3-二苯基吡唑啉类化合物具有强烈的蓝色荧光，其结构通式如下：4.2.7香素豆类香素豆的化学结构为：香素豆本身就具有很强烈的荧光，在它的4位，7位上引入各种取代基团就可使其成为具有实用价值的荧光增白剂。4.2.8奈酰亚胺类4-氨基-1，8萘二甲酰亚胺以及它们的N-衍生物本身就具有较强烈的绿光黄色荧光，所以它们一直被用作荧光燃料。将4位上的氨基酰化，则这类化合物的最大荧光波长向蓝移动，适合作为荧光增白剂使用。典型的品种结构如下：4.2.9杂类前面介绍的是荧光增白剂的主要结构类型，除此之外尚有一些其他的结构类型，因品种数较少，不成系统，典型的品种会在以后章节逐一介绍。4.2.10按应用分类荧光增白剂也可根据其用途分类，例如，用于涤纶纤维增白的就称作涤纶增白剂，用于洗涤的就称作洗涤用增白剂等。如此，经常有人把荧光增白剂DT称作涤纶增白剂，把荧光增白剂DCB称作腈纶增白剂，把荧光增白剂VBL称作棉用增白剂。然而这种分类法也有缺陷，或者说不够严格，因为有的增白剂可以有多种用途，并且可以用于不同的行业中，例如，荧光增白剂VBL除了被大量地用于棉纤维的增白以外，还被大量的用于洗涤剂，而粉状的荧光增白剂DT主要用于塑料的增白。在商业上有时还按荧光增白剂的解离性质分类，将它们分为阳离子类、阴离子类和非离子类，或者按其使用方式分为直染型、分散型等。直染型荧光增白剂是指一类水溶性的荧光增白剂，它对底物具有亲和性，在水中可被织物纤维所吸附故有直接增白的作用。该类增白剂对纤维具有优良的匀染性且使用方便，主要用于天然纤维的增白。分散型荧光增白剂是指一类不溶于水的荧光增白剂，在使用前必须先经过研磨等工序同时借助于分散剂的作用将其制成均匀的分散液，用轧染-热熔法或高温浸染法对纤维进行增白。这类型荧光增白剂主要用于合成纤维的增白。