第十七章 荧光增白剂

前言 织物、纸张漂白后，为了获得满意的白度，或者某些浅色的织物要增加鲜艳度，通常采用能发荧光的无色化合物进行加工，这种化合物称为荧光增白剂。 从本世纪初人们发现荧光化合物6,7-二羟基香豆素在紫外线下能发蓝色荧光到以4,4-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸为母体的二苯乙烯类荧光增白剂的工业化，才真正进入荧光增白剂的生产和应用阶段。 荧光增白剂的品种较广，广泛地应用于合成洗涤剂、纺织、造纸和塑料工业等。全世界生产的荧光增白剂化学结构类型约有15种以上，商品牌号近400个，年总消耗量4.5万吨。中国现阶段生产的荧光增白剂约30个品种，年产量逾万吨。

荧光增白剂的增白机理 一般而言，当紫外光照射到某些物质的时候，这些物质吸收紫外光后会发射出各种颜色和不同强度的可见光，而当紫外光停止照射时，这种光纤也随之很快小试，这种光线称为荧光。 上蓝提高白度是利用蓝色光和黄色光互为补色的原理。上蓝剂使织物反射光中增加蓝色光以抵消织物原有的黄色。虽然在人们的目光下看起来似乎增加了白度，但事实上上蓝剂也吸收了一部分光线，因此织物总的反光率有某些下降，所以比较起来带有某些灰暗，这是上蓝剂的不足之处。 荧光增白剂自身无色，在织物上不但能反射可见光，同时还能吸收日光中的紫外光而发射波长为415～466nm，即紫色光的荧光，正好同织物原来反射出的黄色光互为补色，增加而成白色，使织物具有明显的增白感。由于荧光增白剂发射荧光，使织物总的可见光率较原来增大，故也提高了白度，使织物更悦目。荧光增白剂用于浅色织物，也同样使亮度增加而起增艳作用。荧光增白剂是利用光学上的补色作用来增白，因此，又可称为光学增白剂。

漂白、上蓝、荧光增白在织物上的反射率的比较

各种荧光增白剂因其化学结构不同，其发射的最大荧光波长有所不同，因而荧光色调也不同。最大荧光波长在415～429nm之间者呈紫色调，在430～440nm之间者呈蓝色调，在441～466nm之间者呈带绿色的蓝光，由此用荧光增白剂增白的织物上的白度有偏红、偏青等不同色调，必要时还可用颜料或染料加以校正。荧光增白剂一般对紫外线较敏感，所以用荧光增白剂处理过的产品，长期在阳光下曝晒，则会因荧光增白剂的逐渐破坏而白度减褪。 荧光增白剂的增白，只是光学上的增亮补色，并不能代替化学增白。因此，含有色素的纤维，如原棉织物，如若不经漂白，就用荧光增白剂处理，则不能获得增白效果。 虽然许多有机化合物能产生荧光，但有实用价值的荧光增白剂，除了能吸收紫外线而发出紫色光的荧光和具有高的荧光效率为必要 之外，还必须是：本身无色式或接近无色，对纤维具有良好的亲和力，溶解性或分散性好，具较好的耐洗、耐硒和耐熨烫的牢度；用于塑料的要耐热，相容性好，不渗出、不析出等。

荧光增白剂的分类及合成化学

二苯乙烯型荧光增白剂 二苯乙烯型荧光增白剂是以二苯乙烯为母体的各种衍生物。由于原料来源方便，制造工艺较简单，对各种纤维的适应性强，因而是目前产量最大，品种最多的一类，属低档荧光增白剂。按结构特征主要分为三类。 （1）二苯乙烯三嗪型 （2）二苯乙烯双酰胺型 （3）二苯乙烯三氮唑型

（1）二苯乙烯三嗪型 结构通式为： 主要代表品种为VBL及DMS。

合成方法：（以VBL为例）

（2）二苯乙烯双酰胺型

（3）二苯乙烯三氮唑型 以DSD酸为原料可制得对称的二苯乙烯三氮唑型荧光增白剂，合成方法如下：

双苯乙烯型荧光增白剂 目前的主要代表品种为CBS-351和CBS-127。这是两种非常好的高档荧光增白剂。

香豆素型荧光增白剂 这类增白剂的重要代表为荧光增白剂PEB，合成方法如下： 4-甲基-7-取代氨基香豆素增白剂,代表品种如增白剂WS，其荧光色调为蓝光紫，合成方法如下：

3-苯基-7-取代氨基香豆素类 苯基香豆素有优良的耐光性，因此是当前合成纤维用的重要增白剂品种，其通式为： 反应为：

杂环香豆素类增白剂 ，这类增白剂是在香豆素母体上谅解各种杂环而成。主要用于各种合成纤维。 含三唑结构的增白剂EGM用于聚酯纤维的增白。合成方法如下：

唑型荧光增白剂，这类荧光增白剂也称苯并氧氮茂型增白剂，又可分为对称结构和不对称结构，具有良好的耐晒、耐热、耐氯漂和耐迁移等性能，用于合成纤维、塑料，也可用于洗涤剂。 主要品种： 合成方法：

萘二甲酸亚胺型荧光增白剂 ，这一类具有实用价值的荧光增白剂通式如下： 合成方法：

荧光增白剂的应用 荧光增白剂的各领域的使用百分数如下图。

1．荧光增白剂在洗涤剂上的应用 所占比例最大，使用的历史最早。早期的品种为二苯乙烯型，目前在洗涤剂上仍广泛使用。主要是因为价格便宜，增白效果一般。主要品种为VBL、DMS等。

由于其在冷水中溶解度差，在沸水中稳定性较差，耐晒牢度也欠佳，已逐渐被其它品种所代替，但其价格低廉。 目前在洗涤剂中所用的优良品种为CBS-X，国内称CBS-351。 具有冷水洗涤效果好，耐漂洗，耐氯漂，增白效果极好，并且无污染的优良。国际上广泛使用于洗涤剂行业。我国目前洗衣粉中已批量使用。

2．荧光增白剂在纸张上的应用 3．荧光增白剂在纺织中的应用 应用于纸张增白的荧光增白剂多为低档荧光增白剂，以二苯乙烯类居多。主要选择因素是价格，要求价格低廉，应用要求不是很高，有VBL等品种。 3．荧光增白剂在纺织中的应用 在纺织上的应用品种较多，范围也最大，涵盖几乎各种类型的荧光增白剂，依纺织品的不同类别选用不同类型的荧光增白剂。二苯乙烯类可用于普通织物的增白，主要品种有BR、BRS、ER-330、WS等。

4．荧光增白剂在纤维、塑料上的应用 纤维的原浆增白和塑料增白是近二十年兴起的新的应用领域，所占的比例不高，但重要性较强，产品附加值高，越来越受到人们的重视。聚酯纤维原浆增白最优秀的品种为OB-1，全球每年需量4吨以上。 用于涂料、油墨中使用的是OB。

用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯等塑料增白的优秀品种有CBS-127、OB-1、KCB、KSN、OB。