洗滌用熒光增白劑發(fā)展前景

薛紅波 杜江鋒 劉愛(ài)玲 季東峰

（山西青山化工有限公司，山西 運(yùn)城 044100）

洗滌用熒光增白劑發(fā)展前景

薛紅波 杜江鋒 劉愛(ài)玲 季東峰

（山西青山化工有限公司，山西 運(yùn)城 044100）

洗滌劑和肥皂中添加熒光增白劑后，洗滌織物時(shí)，對(duì)織物有著明顯的增白效果。本文綜述了用于熒光增白劑在洗滌織物時(shí)的增白效果。對(duì)其中一些具有代表性品種及制備方法進(jìn)行了說(shuō)明，討論了熒光增白劑在洗滌行業(yè)中使用時(shí)可能對(duì)織物增白效果的影響因素。并展望了洗滌劑中熒光增白劑的發(fā)展方向。

熒光增白劑；洗滌劑；肥皂；增白效果

1 前言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和人民生活水平的逐漸提高，各種各樣的洗滌劑已經(jīng)走進(jìn)了我國(guó)城鄉(xiāng)居民的家庭。合成洗滌劑作為人類日常生活中不可缺少的日用品，2012年其在中國(guó)消費(fèi)總量已經(jīng)達(dá)到了870多萬(wàn)噸，并且每年還以7%左右的增長(zhǎng)速度在增長(zhǎng)。

熒光增白劑作為合成洗滌劑和肥皂的輔助成分，與其在印染領(lǐng)域一樣對(duì)被洗的織物具有一定的增白效果。洗滌白色或淺色織物時(shí)，織物上原有的一些熒光增白劑會(huì)被洗掉，使織物看起來(lái)發(fā)暗。而用添加了熒光增白劑的洗滌劑或肥皂洗滌，能有效的補(bǔ)充織物上掉落的熒光增白劑，使織物洗滌以后仍然具有明亮、艷麗的色彩。因此現(xiàn)有的生產(chǎn)洗滌劑和肥皂的企業(yè)，在生產(chǎn)家用的洗滌產(chǎn)品時(shí)都會(huì)加入一定量的熒光增白劑，用以提高洗滌劑的洗滌和增白效果。

2 熒光增白劑在洗滌劑和肥皂中的作用效果

熒光增白劑在洗滌劑中的應(yīng)用早在20世紀(jì)40年代就已經(jīng)出現(xiàn)，但是真正的應(yīng)用于工業(yè)中還是在20世紀(jì)50年。進(jìn)入21世紀(jì)后，消費(fèi)者隨著生活品位的逐漸提高，對(duì)洗滌劑和肥皂的質(zhì)量及洗滌效果要求是越來(lái)越高，因此熒光增白劑在洗滌劑和肥皂中的作用是越發(fā)的重要，這種作用目前是其他任何助劑都無(wú)法取代的。

2.1 提高織物的洗滌效果

經(jīng)過(guò)添加熒光增白劑的洗滌劑或是肥皂洗滌后的織物，其在視覺(jué)感受上能夠給人一種明顯增白或是增艷的感覺(jué)，特別是淺色或是白色織物被洗滌后，有一種明亮的感覺(jué)，從而達(dá)到較好的洗滌恢復(fù)效果。

市面上的織物大都屬于紡織纖維，其主要化學(xué)成分是各種天然或是合成高分子物質(zhì)，在使用和洗滌過(guò)程中會(huì)逐漸泛黃。泛黃的主要原因有兩個(gè)，一個(gè)是紡織纖維中的大分子本身由于光照、氣候的變化而泛黃，其次是由于紡織纖維吸附了空氣中塵埃等自然污染物和人體的分泌物，隨著這些污物和人體分泌物的氧化而使織物泛黃。吸附在紡織品上的塵埃等自然污染物可以通過(guò)洗滌輕易地除去，但是人體的分泌物如汗?jié)n及織物本身產(chǎn)生的泛黃則很難通過(guò)簡(jiǎn)單的洗滌除去。使用漂白劑等化學(xué)物質(zhì)雖然也可以除去這些難以洗滌的泛黃，但是同時(shí)會(huì)對(duì)織物本身產(chǎn)生一定的損傷，如破壞織物的纖維結(jié)構(gòu)等。

用含有熒光增白劑的洗滌劑或肥皂洗滌泛黃的織物，熒光增白劑分子可以有效地吸附在纖維上，沖洗后大部分的熒光增白劑分子會(huì)有效留在織物上。這些熒光增白劑分子在光照下，通過(guò)吸收光線中的紫外線而發(fā)射藍(lán)紫色熒光，這些光與織物纖維上的黃色互補(bǔ)而形成白光，在視覺(jué)上使被洗滌的織物明亮艷麗，白色和淺色的織物經(jīng)過(guò)洗滌后效果更明顯。

2.2 改善洗衣粉和肥皂的外觀色澤

對(duì)于市場(chǎng)上銷售的洗衣粉或肥皂，雖然其外觀的色澤不是一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)，但是市場(chǎng)上大多數(shù)洗衣粉和肥皂還是保留著傳統(tǒng)的白色或亮色，特別是出口時(shí)對(duì)白度的要求更高。洗衣粉或是肥皂本體的白度與其去污能力本身并沒(méi)有直接的關(guān)系，但是從消費(fèi)者的心理上分析，白度越好的洗衣粉或是外觀往往更能引起他們的注意。

不含有熒光增白劑的洗衣粉和肥皂往往給人一種色澤灰暗的感覺(jué)，而目前在洗滌劑和肥皂中添加的熒光增白劑大多為白色或淺黃綠色，這本身也使添加了熒光增白劑的洗滌劑和肥皂看起來(lái)更為明亮，使消費(fèi)者從心理上感覺(jué)這樣的洗衣粉或肥皂洗滌效果更好。在實(shí)際使用這種洗衣粉或肥皂時(shí)，在光照的條件下，熒光增白劑發(fā)出的藍(lán)紫光會(huì)和潛在的黃光互補(bǔ)形成白光，使洗衣粉和肥皂的外觀晶瑩悅目，使消費(fèi)者更為滿意。

3 洗滌劑和肥皂中用的熒光增白劑的種類和制備方法

3.1 二苯乙烯聯(lián)苯類熒光增白劑

熒光增白劑CBS-351是二苯乙烯聯(lián)苯類增白劑的代表之作，其目前廣泛應(yīng)用于高端的合成洗滌劑和肥皂中，是一種高檔的洗滌用熒光增白劑，其具有溶解速度快，與纖維親和力強(qiáng)、熒光強(qiáng)度高等優(yōu)異的特性。該類產(chǎn)品的主要合成方法有以下幾種。

3.1.1 偶聯(lián)反應(yīng)

這種合成方法時(shí)以鈀碳為催化劑，將兩分子的鹵代二苯乙烯化合物放置在燒瓶中，以DMF為溶劑，加熱進(jìn)行偶聯(lián)，然后制備得到二苯乙烯聯(lián)苯類化合物[1]。這種方法所選取的原材料比較便宜，并且容易得到，但是制備過(guò)程較為復(fù)雜，收率較低（約為48%）。

3.1.2 鹵代芐基物的縮合反應(yīng)

將兩分子的鹵代芐基物加入到燒杯中，以DMF為溶劑，在甲醇鈉/甲醇溶液的作用下，縮合反應(yīng)成二苯乙烯。該方法在熒光增白劑的合成中，收率可以達(dá)到74%左右，并且當(dāng)在苯環(huán)鹵代甲基的對(duì)位有吸電子取代基基時(shí)，反應(yīng)的效果會(huì)更好[2]。

3.1.3 對(duì)硝基甲苯與醛的Knoevenagel縮合反應(yīng)

以二甲基亞砜為溶劑，將聯(lián)苯-4，4’-二甲醛和對(duì)硝基甲苯磺酸鈉鹽放入燒瓶中，在有機(jī)堿吡咯的作用下可發(fā)生Knoevenagel縮合反應(yīng)。這種制備二苯乙烯聯(lián)苯類化合物的方法較新，但該方法反應(yīng)速度較慢，并且原材料價(jià)格較貴，反應(yīng)得到的產(chǎn)物收率較低[3]。

3.1.4 Witting反應(yīng)

該反應(yīng)時(shí)以DMF作為溶劑，將磺酸醛與4，4’-二甲基磷酯化物（磷葉立德）放入燒瓶中，在甲醇鈉/甲醇溶液的作用下反應(yīng)生成目標(biāo)物。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是所生成的化合物的碳碳雙鍵位置是完全確定的，并且該反應(yīng)的溫度可在室溫或略高于室溫的條件下進(jìn)行，得到產(chǎn)物的收率較高，可達(dá)到90%以上[4]。

3.2 二苯乙烯雙三嗪類熒光增白劑

熒光增白劑C.I.71#是應(yīng)用于洗滌劑中的二苯乙烯雙三嗪類熒光增白劑的典型代表，根據(jù)其產(chǎn)品劑型的不同又分為CXT、AMS、DMS和FBCW，根據(jù)其劑型的不同可應(yīng)用在不同的洗滌劑中。熒光增白劑C.I.71#外觀為白色，其劑型中的AMS、DMS、FBCW都應(yīng)用在高端的洗滌劑中，這種產(chǎn)品的合成方法主要如下：

以冰水混合物為溶劑，并在其中添加一定量的鹽酸，首先在燒瓶中投入三聚氯氰，待其攪拌均勻后，加入DSD酸鈉鹽，用液堿作為縛酸劑調(diào)節(jié)pH值。然后再加入苯胺，升溫至40℃左右，攪拌反應(yīng)。最后加入嗎啉，逐步升溫至140℃，高溫高壓反應(yīng)并轉(zhuǎn)變晶型[5]，最終得到產(chǎn)物[6]。該方法收率較高，操作簡(jiǎn)便，目前廣泛應(yīng)用于各個(gè)熒光增白劑生產(chǎn)廠家。

除了C.I.71#產(chǎn)品外，還有其他類型的二苯乙烯三嗪類熒光增白劑如31#等，這一類熒光增白劑性價(jià)比較高，主要應(yīng)用在普通的洗滌劑和肥皂中。

4 熒光增白劑對(duì)洗滌劑和肥皂中增白效果的影響因素

熒光增白劑在洗滌劑和肥皂中的增白效果受多種因素的影響，熒光增白劑的添加量、生產(chǎn)過(guò)程中的加料順序、加料方式、增白劑自身的外觀色澤、色調(diào)等都會(huì)影響洗滌劑和肥皂對(duì)織物的增白效果，因此選擇合適的增白劑，并且綜合考慮各種影響因素，才能最大效果地發(fā)揮出熒光增白劑的使用價(jià)值。

4.1 熒光增白劑的添加量

有研究報(bào)道，熒光增白劑31#在洗衣服和肥皂中的添加量為0.15%時(shí)，其對(duì)皮脂污布的去污效果最佳，去污比值達(dá)1.23，但是對(duì)著加量的繼續(xù)增大，去污比值有所下降。CBS的加量在0.05%時(shí)，去污比值可達(dá)到最高值1.2左右，隨著加量的增加，去污比值也有所下降[7]。當(dāng)31#產(chǎn)品在洗衣粉和肥皂中的加量為0.2%時(shí)，其對(duì)炭黑污布的去污比值可達(dá)到1.15，CBS的加量在0.05%時(shí)，其對(duì)炭黑污布的去污效果最好，可達(dá)到1.16。當(dāng)這兩個(gè)產(chǎn)品的加入量都在提高時(shí)，其對(duì)炭黑污布的去污比值開(kāi)始出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

4.2 熒光增白劑的加料順序和加料方式

熒光增白劑在洗滌劑或是肥皂生產(chǎn)過(guò)程中的加入時(shí)間和加料的方式，對(duì)洗滌劑和肥皂的增白效果也有著明顯的不同。其加入時(shí)間可分為配料前加入和配料后加入，加入方式可分為干粉加入和溶解為液體加入。采用配料后加入和干粉加入的方式，可使洗滌劑和肥皂對(duì)織物的增白效果更佳。

4.3 增白劑自身外觀色澤、色調(diào)

熒光增白劑的不同品種因?yàn)樯a(chǎn)工藝的不同，其產(chǎn)品的外觀色澤、色調(diào)都不盡相同，目前普遍認(rèn)為熒光增白劑存在有α和β兩種晶型。α晶型的熒光增白劑外觀偏黃或是綠色，而β晶型的熒光增白劑外觀偏白或是淺黃綠色。在洗滌劑和肥皂中添加的增白劑如果多數(shù)為β晶型的熒光增白劑，其對(duì)織物的洗滌效果要明顯高于使用α晶型熒光增白劑的洗滌劑或肥皂。

熒光增白劑的色調(diào)也叫色光，是指其被增白的洗滌劑或是肥皂所呈現(xiàn)出來(lái)的藍(lán)色、紫色、紅色或是綠色熒光[8]。熒光增白劑因其不同結(jié)構(gòu)具有不同的吸收光譜和發(fā)射光譜，在光照下，受光源中紫外線的激發(fā)，會(huì)在不同的可見(jiàn)光區(qū)域發(fā)射出光線，因此使洗滌劑和肥皂產(chǎn)生不同色調(diào)，對(duì)織物的洗滌效果產(chǎn)生不同影響。

除此之外，還有一些其他的影響因素如洗滌次數(shù)，洗滌時(shí)的水溫，織物的干燥方式等均會(huì)對(duì)洗滌效果帶來(lái)一些影響。

5 展望

隨著人民群眾生活水平的不斷提高，人們?cè)谶x擇衣物和紡織用品時(shí)，逐漸將目光投向那些舒適、清爽的棉類淺色衣物和床上用品，這就進(jìn)一步地促進(jìn)了熒光增白劑的開(kāi)發(fā)和更新?lián)Q代。在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)熒光增白劑的同時(shí)，也會(huì)使企業(yè)的研發(fā)實(shí)力逐步提升，增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

目前國(guó)內(nèi)的熒光增白劑生產(chǎn)企業(yè)主要是在生產(chǎn)一些相對(duì)低端、便宜的熒光增白劑，這也與我們國(guó)家處于發(fā)展中國(guó)家階段有著一定的關(guān)系。高端的一些熒光增白劑市場(chǎng)主要由一些跨國(guó)集團(tuán)所壟斷，雖然近些年來(lái)國(guó)內(nèi)的一些生產(chǎn)廠家已經(jīng)逐步向熒光增白劑的高端市場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)拓，如山西青山化工有限公司、浙江宏達(dá)化學(xué)制品有限公司、浙江傳化股份有限公司等都已經(jīng)在開(kāi)發(fā)CBS和71#系列產(chǎn)品，但是產(chǎn)品的質(zhì)量同國(guó)外的公司還有一定的差別。

近兩年來(lái)，已經(jīng)有不少的科學(xué)研究表明，復(fù)合型洗滌用熒光增白劑對(duì)織物的洗滌效果更好，平均增白效果高于傳統(tǒng)單一熒光增白劑添加的洗滌劑3%～4%。因此，未來(lái)復(fù)合型熒光增白劑應(yīng)該成為中國(guó)熒光增白劑生產(chǎn)企業(yè)的主要開(kāi)發(fā)方向。

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TQ619

A

1671-0037（2014）03-16-2

薛紅波（1985-），女，助理工程師，研究方向：熒光增白劑的檢測(cè)方法研究。