品质管理
纺织品的荧光反应与荧光增白剂是一回事吗?
“荧光增白剂”,这个长期处于争议中的物质,关于它是否有害,一直是萦绕在一些人心头的疑问,今天,就让小编带大家起底这个物质,刨根问底地探究下,它的线
英国物理学家George GabrielStokes在1852年首次阐述了荧光现象。1929年,Krais.P首先发现6,7-二羟基香豆素具有荧光增白作用;1940年,德国IG公司研发出具有实用价值的荧光增白剂,并开始了其商品化历程。
1959年,原天津染料厂生产出我国第一支荧光增白剂——V B L(C.I.85),该品种属双三嗪氨基二苯乙烯类型。1966年,原化学工业部颁布了该品种的化工行业标准(部颁标准),编号为HG 2-382-66,这是我国荧光增白剂产品的第一个行业标准。现在该产品质量标准已升级为GB/T 10661-2003《荧光增白剂VBL》。荧光增白剂在我国最初只用于纺织印染行业。60年代后期,荧光增白剂开始在合成洗涤剂行业使用,70年代才用于造纸行业。
荧光增白剂的用途十分普遍,从最初仅用于纺织品,到现在大范围的使用在造纸、洗涤剂、塑料、涂料、油墨、皮革等多个领域。随着经济快速的提升,荧光增白剂的用途与用量仍在逐步扩大。目前,纺织工业已经不是荧光增白剂用量最大的领域。在世界各国,荧光增白剂在不一样的行业的应用比例存在一定的差异,但使用比例的排序基本相同:即大多数都用在洗涤剂,其次是造纸,纺织第三,塑料及其他领域的用量较小。
在纺织工业中,纤维自身的白度往往达不到人们审美的要求。尤其是天然纤维,由于生长环境与生长周期不同,其白度差异很大。白色物质一般对可见光中450~480nm的蓝光有轻微吸收,而造成蓝色不足,使其稍带黄色而给人以陈旧之感。为此,人们采取了不同措施来使物品增白、增艳。
①加蓝增白法,这种办法能够起到增白作用,但效果有限,而且由于总的反射光量减少,使物品色泽变暗。
②化学漂白法,主要是通过氧化还原反应而使物质褪色,但对纤维素会造成一定的破坏,而且漂白后的织物常带黄色,反而影响增白效果。
荧光增白剂可以弥补传统增白方法的不足,并显示出巨大的优越性。荧光增白剂能吸收能量较高的近紫外光线,使其分子进入激发态,然后被激分子跃迁到能量较低的基态,并发射出荧光。由于发生了能量损失,辐射的荧光波长变长(大约为450nm的蓝光),泛黄物品的黄色可以被荧光增白剂反射出来的蓝光补偿,从而增加了物品的表观白度。由于发射光的强度超过了投射于被处理织物上原来可见光的强度,所以产生了略带色光的增白效果。具有实用价值的荧光增白剂,除了吸收紫外光而发出紫蓝色的荧光和具有高的荧光效率外,本身还必须接近无色或微黄色,具有普通染料的特性,对被增白的织物如纤维有良好的亲和力、良好的溶解性或分散性能以及较好的耐洗、耐晒和耐烫等牢度性能。
荧光增白剂的增白特性是由其分子的特殊结构决定的。它的发色基团具有可发生π一π*跃迁的共轭体系,最常见的这些体系有苯环、萘环、三嗪环、乙烯基、五元杂环和其他一些稠环体系。共轭程度小的电子体系一般只吸收很短波长的光,随着共轭体系增大,可吸收光的波长增大,电子就越容易被激发,增白剂的荧光效率越大,从而满足荧光增白剂的增白要求。
是指物质接受紫外线不可见光的照射后被激化,然后把被激化的能量转换成肉眼可见的光释出的过程。这是一种光致发光的冷发光现象。荧光反应在自然界中极为常见,
铜、芍药、苦参生物碱等),叶绿素,微生物(细菌、霉菌)在紫外灯照射下都能产生荧光反应,这是自然荧光,是物质固有的特性而且是无害的。人们日常吸收的作为营养及维持生命所必须的物质,如
。一些高品质的日化产品中添加维生素E、甘油等天然成分也会被365nm紫光灯照射出现荧光反应是很正常的。因此,别一看到荧光反应了就喊着产品中有荧光剂了。这个锅,荧光反应可是不背的。因此,通过紫光灯照射只能证明有无荧光反应,却没办法识别是否是荧光增白剂。03
荧光增白剂在纺织工业领域的应用已有近70年的历史,由于其在纺织纤维上特有的增白、增艳效果而受到染整业者和消费的人的喜爱。
按化学结构类型分,在纺织工业中应用的荧光增白剂最重要的包含六大类:①双三嗪氨基二苯乙烯类型;
在使用荧光增白剂时,须根据纤维的化学组成和物理性能,选择正真适合的荧光增白剂,从而得到满意的增白效果。
用气相色谱/质谱联用等分析方法测定染料产品中23种有害芳香胺,为检测染料产品中有害芳香胺化合物提供了可靠的依据,进而对染料产品中有害芳香胺的含量进行了限制(≤150mg/kg);用原子吸收光谱法测定染料产品中重金属的含量,为染料产品中重金属的检测提供了可靠的依据,从而对染料产品中重金属的含量进行了限制。
荧光增白剂作为助剂使用,其安全性应满足助剂的安全标准。我国在2006年由国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会又颁布了GB/T 20708-2006《纺织助剂产品中部分有害于人体健康的物质的限量及测定》,该标准规定了纺织助剂产品中有害芳香胺(≤30mg/kg,比染料标准更为严格)、重金属及甲醛的限量、试验方法、检验规则、试验报告。在纺织工业中应用荧光增白剂,面市的经过各种加工处理后的纺织品,其安全性也有强制性安全技术规范作为保障。我国现行的GB 18401-2010《国家纺织产品基本安全技术规范》,标准规定了婴幼儿用品、非间接接触皮肤的产品、非非间接接触皮肤的产品的基本安全技术方面的要求、试验方法、检验规则及实施与监督,其中对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种荧光增白剂的测试方法
中规定的两类结构产品:二苯乙烯基联苯类产品的标准HG/T 3726-2010《荧光增白剂351(C.I.荧光增白剂351)》;双三嗪氨基二苯乙烯类产品CXT的标准HG/T 3675-2016《荧光增白剂CXT(C.I.荧光增白剂71)》,这两个标准对23种有害芳香胺的量和10种重金属元素的量指标及相应测试方法分别做出了规定(要求符合G B19601和GB 20814的规定要求)。05
织物洗涤剂是居民日常生活必需品。随着生活水平的提高,人们对洗涤剂的需求也在逐步的提升,并朝着环保、方便、经济、高效的方向发展。
表面活性剂和助剂是织物洗涤剂的主要成分,对洗涤剂的性能和洗涤衣物洁净度的效果起着至关重要的作用。纺织印染厂对出厂的面料上进行荧光增白处理是广泛且通用的技术,但是它还达不到永久性洗涤牢度,即随着时下人们穿着与洗涤,荧光增白剂会脱落,衣物会发旧、甚至泛黄等。在洗涤剂中添加一定量、品种合适的荧光增白剂,不但能增加被洗涤织物的白度或鲜艳度、改善洗涤效果,同时还能改善洗涤剂的外观。目前,世界上荧光增白剂消费量的50%是用于洗涤剂行业。因此能说,荧光增白剂已成为织物类洗涤剂配方中必不可少的重要助剂之一。
《洗涤剂用荧光增白剂》(QB/T 2953-2008)中明确规定了洗涤剂添加的荧光增白剂种类——双二苯乙烯基联苯类(标准中3.1结构,如CBS)以及双三嗪氨基二苯乙烯类(标准中3.2结构,如33#)。这两种结构类型的荧光增白剂是纺织上应用广泛的两种结构,对纺织纤维的增白效果好,更重要的是它适用的纤维品种广泛。06
研究人员从各个角度分析了各种荧光增白剂可能的毒性,包括多大剂量会产生急性毒性;对皮肤和粘膜是否有刺激性;长期接触后致癌、致畸、致突变的可能性;是否可能会导致过敏;会不会在动物体内蓄积......结果是此类物质的急性毒性很小,且摄入后基本完全从体内排出,没有证据显示有刺激性、三致(致癌、致畸、致突变)效应、过敏性等。
唯一的不良影响是,在注入荧光增白剂同时暴露在210-275纳米波长紫外光下,小鼠体内产生了肿瘤,但这种短波紫外光在自然环境中是没办法进入大气层的,也就是说这个研究结果对地球生物没有借鉴意义。
这样的消息对消费的人来说应该是个好消息,但对需要研究经费的科研人员却没有帮助,因而从上世纪八十年代开始,荧光增白剂生物效应的研究渐少,更多人转而研究怎么样提高此类物质的检测水平,分析它们在环境中的分布与降解,以及怎样合成出更容易降解的、对环境危害更小的荧光增白剂。而国际上也普遍接受了此类物质作为纸张、塑料制品、纺织品、衣物洗涤剂等的常规添加物。
在上世纪七十年代的各种实验中,有一个特别值得一提。位于美国伊利诺伊州的工业生物检测实验室做了一系列动物投食实验,在小鼠与恒河猴的食物中,荧光增白剂含量达0.2%,而狗的食物中更高达0.5%。这些动物们每日与这样的食物为伴,长达两年,各种指标却都没有显示出任何异常。而与实验中给动物投加的剂量相比,添加在洗衣液中,又在洗衣过程中稀释近千倍的人的接触剂量,实在是微乎其微。
当然,即便是如此低的毒性,我国仍规定严禁增白剂添加于与食物接触的各类物质中,包括食品包装用纸,所以理论上说,消费者通过食用摄入荧光增白剂的可能性很小,主要是从皮肤途径摄入。由于皮肤表面覆盖有角质层,能严重阻碍真皮层以下各细胞对大分子有机物的吸收能力,因而相比于食用和吸入,大部分物质通过皮肤接触进入人体的难度大得多。更不要说,挂在皮肤上的荧光增白剂随时有被再次洗脱的风险,不可能慢慢等着被吸收。
因此,无论荧光增白剂作为染料还是作为助剂使用,只要荧光增白剂生产的企业能够按照标准的要求生产、销售和使用达标荧光增白剂,则荧光增白剂产品在纺织品上使用对消费的人是安全的。不难理解,荧光增白剂加到洗涤剂中洗涤衣服等织物也是安全的。
但是,随着我们国家经济的发展和生活水平的提高,对荧光增白剂的需求也会与日俱进,荧光增白剂发展速度也会很快。要一直跟进技术的发展和标准的制修订工作,加强新品种的安全性研究,规范市场。荧光增白剂无论应用在哪个行业,都要有相应的使用安全研究、标准依据,从而使我国消费者的人身健康能获得保证,国家国民经济各领域能够健康有序发展。