熒光增白劑問答
熒光增白劑怎么用,熒光增白劑常見問答
“熒光增白劑”,這個一直處在爭議中的物質,關于它是否有害,一直是縈繞在一些人心頭的疑問,今天,就讓小編帶大家起底這個物質,刨根問底地探究下,它的真實面目?
英國物理學家George GabrielStokes在1852年首次闡述了熒光現(xiàn)象。1929年,Krais.P首先發(fā)現(xiàn)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(fā)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支熒光增白劑——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(yè)部頒布了該品種的化工行業(yè)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(yè)標準。現(xiàn)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***初只用于紡織印染行業(yè)。60年代后期,熒光增白劑開始在合成洗滌劑行業(yè)使用,70年代才用于造紙行業(yè)。
熒光增白劑的用途非常廣泛,從***初僅用于紡織品,到現(xiàn)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(fā)展,熒光增白劑的用途與用量仍在不斷擴大。目前,紡織工業(yè)已經不是熒光增白劑用量***大的領域。在世界各國,熒光增白劑在不同行業(yè)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。
在紡織工業(yè)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(huán)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(xiàn)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(tǒng)增白方法的不足,并顯示出巨大的優(yōu)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(fā)態(tài),然后被激分子躍遷到能量較低的基態(tài),并發(fā)射出熒光。
由于發(fā)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(fā)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(fā)出紫藍色的熒光和具有高的熒光效率外,本身還******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(fā)色基團具有可發(fā)生π一π*躍遷的共軛體系,***常見的這些體系有苯環(huán)、萘環(huán)、三嗪環(huán)、乙烯基、五元雜環(huán)和其他一些稠環(huán)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(fā),增白劑的熒光效率越大,從而滿足熒光增白劑的增白要求。
熒光反應與熒光增白劑
熒光反應是指物質接受紫外線不可見光的照射后被激化,然后把被激化的能量轉換成肉眼可見的光釋出的過程。這是一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。
熒光反應在自然界中***為常見,多種動物體(如蝦、蟹、水母等),食品(如醬油、普洱茶、白酒、咖啡等),藥物,植物提取物(如銀杏黃銅、芍藥、苦參生物堿等),葉綠素,微生物(細菌、霉菌)在紫外燈照射下都能產生熒光反應,這是自然熒光,是物質固有的特性而且是無害的。
人們日常吸收的作為營養(yǎng)及維持生命所******的物質,如維生素A、B2、B12、E,蛋白質,色氨酸、酪氨酸等,也都能產生熒光反應。正常健康的指甲也可有熒光反應現(xiàn)象。
熒光劑可以產生熒光反應,但是產生熒光反應的東西,不是只有熒光劑。在熒光燈下會呈現(xiàn)熒光反應的物質并非都是熒光增白劑。一些高品質的日化產品中添加維生素E、甘油等天然成分也會被365nm紫光燈照射出現(xiàn)熒光反應是很正常的。因此,別一看到熒光反應了就喊著產品中有熒光劑了。這個鍋,熒光反應可是不背的。
因此,通過紫光燈照射只能證明有無熒光反應,卻無法識別是否是熒光增白劑。
熒光增白劑在紡織工業(yè)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(yè)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,但過度漂白容易損傷纖維,造成服裝穿著時強力下降。
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:
?、賹w維無損傷,并與其有較好的結和力;
?、诰哂休^好的水溶性;
?、塾辛己玫幕瘜W穩(wěn)定性;
?、苡休^好的均勻增白性;
⑤對環(huán)境無害等。
按化學結構類型分,在紡織工業(yè)中應用的熒光增白劑主要包括六大類:
?、匐p三嗪氨基二苯乙烯類型;
?、诙揭蚁┞?lián)苯類型;
?、垭p苯并唑類型;
?、芏揭蚁┗筋愋?
?、葸吝蜻愋?
?、尴愣顾仡愋?。
在使用熒光增白劑時,須根據(jù)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。
在******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。我國頒布了兩個標準:
GB 19601-2013《染料產品中23種有害芳香胺的限量及測定》
GB 20814-2014《染料產品中10種重金屬元素的限量及測定》
用氣相色譜/質譜聯(lián)用等分析方法測定染料產品中23種有害芳香胺,為檢測染料產品中有害芳香胺化合物提供了可靠的依據(jù),進而對染料產品中有害芳香胺的含量進行了限制(≤150mg/kg);用原子吸收光譜法測定染料產品中重金屬的含量,為染料產品中重金屬的檢測提供了可靠的依據(jù),從而對染料產品中重金屬的含量進行了限制。
熒光增白劑作為助劑使用,其安全性應滿足助劑的安全標準。我國在2006年由國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會又頒布了GB/T 20708-2006《紡織助劑產品中部分有害物質的限量及測定》,該標準規(guī)定了紡織助劑產品中有害芳香胺(≤30mg/kg,比染料標準更為嚴格)、重金屬及甲醛的限量、試驗方法、檢驗規(guī)則、試驗報告。
在紡織工業(yè)中應用熒光增白劑,面市的經過各種加工處理后的紡織品,其安全性也有強制性安全技術規(guī)范作為保障。我國現(xiàn)行的GB 18401-2010《國家紡織產品基本安全技術規(guī)范》,標準規(guī)定了嬰幼兒用品、直接接觸皮膚的產品、非直接接觸皮膚的產品的基本安全技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及實施與監(jiān)督,其中對禁用可分解芳香胺染料、甲醛限量、pH值等提出了要求。
另外有:9種熒光增白劑的測試方法FZ/T 01137-2016 《紡織品 熒光增白劑的測定》。
化工行業(yè)也有一些熒光增白劑的標準,大致有13個品種的標準:
HG/T 2555-2010《熒光增白劑DCB》;
HG/T 2556-2009《熒光增白劑DT》;
HG/T 2590-2009《熒光增白劑ER(330%)》;
HG/T3675-2016《熒光增白劑CXT(C.I.熒光增白劑71)》;
HG/T 3703-2016《熒光增白劑OB-1》;
HG/T3725-2012《熒光增白劑CF-127》;
HG/T 3726-2010《熒光增白劑351(C.I.熒光增白劑351)》;
HG/T 3727-2010《熒光增白劑BBU》;
HG/T 3967-2007《熒光增白劑MST-H》;
HG/T 3970-2007《熒光增白劑SH》;
HG/T 3971-2007《熒光增白劑HST》;
HG/T3990-2007《熒光增白劑BA》;
HG/T4034-2008《熒光增白劑SWN》。
其中有輕工行業(yè)標準QB/T 2953-2008《洗滌劑用熒光增白劑》中規(guī)定的兩類結構產品:二苯乙烯基聯(lián)苯類產品的標準HG/T 3726-2010《熒光增白劑351(C.I.熒光增白劑351)》;雙三嗪氨基二苯乙烯類產品CXT的標準HG/T 3675-2016《熒光增白劑CXT(C.I.熒光增白劑71)》,這兩個標準對23種有害芳香胺的量和10種重金屬元素的量指標及相應測試方法分別做出了規(guī)定(要求符合G B19601和GB 20814的標準要求)。
織物洗滌劑是居民日常生活必需品。隨著生活水平的提高,人們對洗滌劑的需求也在不斷提高,并朝著環(huán)保、方便、經濟、高效的方向發(fā)展。
表面活性劑和助劑是織物洗滌劑的主要成分,對洗滌劑的性能和洗滌衣物潔凈度的效果起著至關重要的作用。紡織印染廠對出廠的面料上進行熒光增白處理是廣泛且通用的技術,但是它還達不到永久性洗滌牢度,即隨著人們穿著與洗滌,熒光增白劑會脫落,衣物會發(fā)舊、甚至泛黃等。在洗滌劑中添加一定量、品種合適的熒光增白劑,不但能增加被洗滌織物的白度或鮮艷度、改善洗滌效果,同時還能改善洗滌劑的外觀。目前,世界上熒光增白劑消費量的50%是用于洗滌劑行業(yè)。因此可以說,熒光增白劑已成為織物類洗滌劑配方中不可缺少的重要助劑之一。
在洗滌衣物時,一種洗滌劑一般會同時面臨各種纖維的織物,如純棉、滌棉、純滌、羊毛、絲綢、粘膠、尼龍,等等。要對不同纖維同時達到較好的增白增艷效果,對熒光增白劑的選擇是有要求的。在我國2008年9月1日實施的行業(yè)標準《洗滌劑用熒光增白劑》(QB/T 2953-2008)中明確規(guī)定了洗滌劑添加的熒光增白劑種類——雙二苯乙烯基聯(lián)苯類(標準中3.1結構,如CBS)以及雙三嗪氨基二苯乙烯類(標準中3.2結構,如33#)。這兩種結構類型的熒光增白劑是紡織上應用廣泛的兩種結構,對紡織纖維的增白效果好,更為重要的是它適用的纖維品種廣泛。
從上世紀六十年代開始,環(huán)保浪潮席卷全球,人們開始質疑熒光增白劑的環(huán)境影響,也懷疑對人體的安全性。******上關于熒光增白劑毒理學效應研究的高峰也正是出現(xiàn)在這一時期。然而,令研究人員“遺憾”的是,幾種典型的熒光增白劑對各種受試生物都沒有顯示出明顯的毒性。
研究人員從各個角度分析了各種熒光增白劑可能的毒性,包括多大劑量會產生急性毒性;對皮膚和粘膜是否有刺激性;長期接觸后致癌、致畸、致突變的可能性;是否可能引起過敏;會不會在動物體內蓄積......結果是此類物質的急性毒性很小,且攝入后基本完全從體內排出,沒有證據(jù)顯示有刺激性、三致(致癌、致畸、致突變)效應、過敏性等。
唯一的不良影響是,在注入熒光增白劑同時暴露在210-275納米波長紫外光下,小鼠體內產生了腫瘤,但這種短波紫外光在自然環(huán)境中是無法進入大氣層的,也就是說這個研究結果對地球生物沒有借鑒意義。
這樣的消息對消費者來說應該是個好消息,但對需要研究經費的科研人員卻沒有幫助,因而從上世紀八十年代開始,熒光增白劑生物效應的研究漸少,更多人轉而研究如何提高此類物質的檢測水平,分析它們在環(huán)境中的分布與降解,以及怎樣合成出更容易降解的、對環(huán)境危害更小的熒光增白劑。而******上也普遍接受了此類物質作為紙張、塑料制品、紡織品、衣物洗滌劑等的常規(guī)添加物。
很難通過皮膚吸收
在上世紀七十年代的各種實驗中,有一個特別值得一提。位于美國伊利諾伊州的工業(yè)生物檢測實驗室進行了一系列動物投食實驗,在小鼠與恒河猴的食物中,熒光增白劑含量達0.2%,而狗的食物中更高達0.5%。這些動物們每日與這樣的食物為伴,長達兩年,各種指標卻都沒有顯示出任何異常。而與實驗中給動物投加的劑量相比,添加在洗衣液中,又在洗衣過程中稀釋近千倍的人的接觸劑量,實在是微乎其微。
當然,即便是如此低的毒性,我國仍規(guī)定嚴禁增白劑添加于與食物接觸的各類物質中,包括食品包裝用紙,所以理論上說,消費者通過食用攝入熒光增白劑的可能性很小,主要是從皮膚途徑攝入。由于皮膚表面覆蓋有角質層,能嚴重阻礙真皮層以下各細胞對大分子有機物的吸收能力,因而相比于食用和吸入,大部分物質通過皮膚接觸進入人體的難度大得多。更不要說,掛在皮膚上的熒光增白劑隨時有被再次洗脫的風險,不可能慢慢等著被吸收。
評價一個物質對人體的毒性風險通常要看三個方面:一是該物質自身及其降解產物的毒性大小;二是人群可能接觸到這個物質的劑量大小;三是該物質有沒有生物蓄積性,會不會隨著不斷接觸而在人體越積越多。
因此,無論熒光增白劑作為染料還是作為助劑使用,只要熒光增白劑生產的企業(yè)能夠按照標準的要求生產、銷售和使用達標熒光增白劑,則熒光增白劑產品在紡織品上使用對消費者是安全的。不難理解,熒光增白劑加到洗滌劑中洗滌衣服等織物也是安全的。
但是,隨著我國經濟的發(fā)展和生活水平的提高,對熒光增白劑的需求也會與日俱進,熒光增白劑發(fā)展速度也會很快。需要不斷跟進技術的發(fā)展和標準的制修訂工作,加強新品種的安全性研究,規(guī)范市場。熒光增白劑無論應用在哪個行業(yè),都要有相應的使用安全研究、標準依據(jù),從而使我國消費者的人身健康能夠得到保證,國家國民經濟各領域能夠健康有序發(fā)展。