第三章 荧光增白剂

第三章荧光增白剂

1、荧光增白剂的定义

荧光增白剂是一种无色的有机化合物，它能吸收人眼看不见的近紫外光（300—400nm 之间），再发射人眼可见的蓝紫色荧光（420—480nm之间）。

荧光增白剂（fluorescent brightener）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。

荧光增白剂必须具备的条件：1、能吸收紫外光而发出紫蓝色荧光；2、有较高的荧光量子产率；3、化合物本身接近无色或浅色；4、对底物有较好的亲和性，但无化学作用；

5、溶解性或分散性要好，具有较好的耐洗、耐晒、耐熨烫的牢度.

2、荧光：是指一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波段）；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。

3、荧光量子产率：

（fluorescent quantum yield ）又称荧光量子效率，符号Yf。是指激发态分子中通过发射荧光而回到基态的分子占全部激发态分子的分数。

4、物质结构与荧光的关系

1）具有刚性的、不饱和的平面多烯烃或多芳香环结构的化合物往往具有荧光及较高的荧光量子产率，任何有利于提高π电子共轭程度的结构改变都将提高荧光量子产率，同时使荧光波长向长波方向移动；

2）卤素取代基对芳香族化合物的荧光量子产率的影响是：氟>氯>溴>碘;

3）立体异构对荧光的影响是：反式>顺式;

4）晶体结构的构造对荧光也有影响。

5、1、跃迁类型（π-π*荧光比较强，即有双键的物质荧光强）2、共轭效应（共轭体系使π电子更容易被激发，荧光强）3、刚性平面结构（有这种结构的分子可以减小分子的振动，碰撞失活可能性小，荧光强）4、取代基效应（给电子基团，荧光增强；吸电子基团，荧光减弱甚至猝灭）。

6、增白与漂白

增白与漂白的区别：漂白的实质是漂白剂将杂质中分子中的化学键（一般为不饱和键）氧化或者还原成饱和键而失去颜色。会对纤维组织造成不同程度的损伤。

荧光增白是自身的一种光致发光现象，不会对纤维组织造成影响，但如果长时间暴露在日光下，其白度会因荧光增白剂分子被光分解而逐渐下降。

7、荧光增白剂的增白机理

荧光增白剂是一类含有共轭双键，且具有良好平面性的特殊结构的有机化合物。在日光照射下，它能够吸收紫外线（波长为300－400nm），使分子激发，再回复到基态时，紫外线能量便消失一部分，进而转化为能量较低的蓝紫光（波长为420－480nm）发射出来。这样，被作用物上的蓝紫光的反射量便得以增加，从而抵消了原物体上因黄光反射量多而造成的黄色感，在视觉上产生洁白、耀目的效果。

8、类别：染料、助剂

荧光增白剂的分类与命名

按照母体结构划分

按照母体结构可将它们分为9类：

碳环类1,3-二苯基吡唑啉类三嗪基氨基二苯乙烯类香豆素二苯乙烯-三

氮唑类萘酰亚胺类苯并噁唑类杂类呋喃，苯并呋喃类和苯并咪唑类

1）碳环类：碳环类荧光增白剂是指构成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类：

1,4-二苯乙烯苯：氰基取代的二苯乙烯苯具有相当高的荧光量子产率，对底物的增白效果很好，尤其适合用于塑料和合成纤维树脂。典型的品种有：(C.I.荧光增白剂199)：

在我国的商品名称为荧光增白剂ER，常用于塑料和涤纶纤维及树脂的增白。

4,4’-二苯乙烯联苯：

4,4’-二苯乙烯联苯类的荧光增白剂应用性能好，可用于对应用性能有严格要求的场合，典型的品种有：Tinopal CBS-X(C.I.荧光增白剂351)

在我国的商品名称为荧光增白剂CBS-X ，常用于高档洗涤剂的添加剂。

4,4’-二乙烯基二苯乙烯：4,4’-二乙烯基二苯乙烯具有极高的量子产率，我国未有生产，国外的典型品种有：Leukophor EHB

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（4,4’-diaminostilbene-2,2’-disulfonic acid,简称DSD酸）与三聚氯氰的缩合物：

三嗪基氨基二苯乙烯类

具有该结构类型的荧光增白剂是现有荧光增白剂商品中品种最多的，约80%以上的

荧光增白剂都属于此类结构类型，它们被广泛用于增白纤维素类纺织品、纸张、再生纤维以及洗涤剂，典型的品种有荧光增白剂DMS（C.I.荧光增白剂71）：

该品种在我国还被称为:荧光增白剂挺进33#，常用于固体洗涤剂。

3）二苯乙烯-三氮唑类

二苯乙烯-三氮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，现在逐步退出市场。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。典型的不对称结构的品种是：Tinopal PBS,主要用于棉纤维增白。

二苯乙烯-三氮唑类

典型的对称结构的品种是：Blankophor BHC,主要用于棉纤维增白和洗涤。

4）苯并噁唑类

苯并噁唑类荧光增白剂在产量上仅次于三嗪基氨基二苯乙烯类的荧光增白剂，品种大多数是高性能的荧光增白剂，价格较高。苯并噁唑基团非常容易引进分子中，它们在分子中参与电子的共轭延长了分子的共轭链。C.I.荧光增白剂393

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。

另有一类结构不对称的品种，典型品种的结构如下：它一般不以单一组分使用，而是常与其他相似结构的荧光增白剂一起使用，构成混合型荧光增白剂。

5）呋喃，苯并呋喃和苯并咪唑类

1）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。呋喃与联苯的组合在结构上类似于苯乙烯与联苯的组合。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，典型化合物的结构如下：