【集萃網(wǎng)觀察】熒光增白劑VBL是我國生產(chǎn)的第一個(gè)熒光增白劑產(chǎn)品,目前是我國產(chǎn)量(年產(chǎn)量在萬噸以上)最大、應(yīng)用最多的一種熒光增白劑,距今已有40多年的歷史.主要用于漂白棉織物、增白紙漿纖維和印花棉織物的增艷,在洗滌劑及水性涂料中也有應(yīng)用,并且使用范圍還在不斷地?cái)U(kuò)大.因其具有很好的增白效果并且使用方便,所以它仍被大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用.據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國該產(chǎn)品有一定生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)就有50余家,鄉(xiāng)鎮(zhèn)和個(gè)體企業(yè)則難計(jì)其數(shù).熒光增白劑VBL屬陰荷性直接染料,溶解于水,使用時(shí),一般用水溶液作浸染、軋染、印花等處理.在用它增白纖維素纖維及其它纖維或織物時(shí),影響白度(也就是增白效果)的因素有很多.如熒光增白劑VBL的用量要恰當(dāng),過量時(shí),白度反而降低,甚至泛黃;纖維或織物上殘留的氯或酸,必須充分洗凈,否則也將影響增白效果;水中含酸、游離氯及銅、鐵等重金屬離子時(shí)影響白度效果;與陽離子性表面活性劑同浴使用會產(chǎn)生凝聚或沉淀,同樣也對增白效果產(chǎn)生不利影響等[1].在實(shí)際工作中還發(fā)現(xiàn)光(含紫外線,以下同)對熒光增白劑VBL的外觀有影響;增白劑的水溶液經(jīng)曝光后,吸光度下降;用經(jīng)過光照以后的增白劑水溶液增白織物,織物的白度降低.本文就光對熒光增白劑VBL的影響進(jìn)行了探討.
1試驗(yàn)部分
1.1試驗(yàn)材料
1.1.1織物
23S×23S精練漂白平紋棉布,每塊5g.
1.1.2藥品
熒光增白劑VBL粉狀樣品,工業(yè)級,Na2SO4,水(符合GB/T6682-1992中三級水規(guī)格),硫酸鈉溶液100g/L,棕色容量瓶1000ml,100ml.
1.1.3儀器
756-MC型紫外可見分光光度計(jì),Macbethspec tralight標(biāo)準(zhǔn)光源(日光+紫外光),DatacolorSF300型光譜光度計(jì),試驗(yàn)室用小型染色機(jī),天平:感量0.0001g.
1.2光對熒光增白劑VBL產(chǎn)品外觀的影響
在對熒光增白劑VBL產(chǎn)品的檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),增白劑樣品經(jīng)光照一段時(shí)間以后,其外觀會由淡黃色變?yōu)榫G色,并且不同生產(chǎn)單位的產(chǎn)品其變化的程度不同,有的變得很綠,有的則變化不大.當(dāng)將增白劑樣品放在暗處一段時(shí)間以后,其外觀又慢慢變?yōu)榈S色.
1.3光對吸光度的影響
從對熒光增白劑VBL水溶液的吸光度測定來看,增白劑的水溶液對光很敏感,為分析光對增白劑水溶液的影響[2],稱取熒光增白劑VBL樣品0.2g(精確至0.0005g),置于燒杯中,加水溶解,并轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻.再用移液管吸取該溶液2.5、5、10、20ml分別置于100ml容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,配制成濃度為0.005、0.01、0.02、0.04g/L的溶液.立即用10mm石英比色皿,以水為參比溶液,在348nm波長處分別測定熒光增白劑VBL溶液的吸光度A0.然后將以上不同濃度的增白劑溶液在Macbethspectralight標(biāo)準(zhǔn)光源下光照不同的時(shí)間,再分別測定其吸光度A,繪制吸光度A隨光照時(shí)間變化的曲線,見圖1.
從圖1可見,濃度0.005g/L時(shí)的溶液經(jīng)8min光照后,曲線已成直線,說明再延長光照時(shí)間,其吸光度不再變化;濃度0.01g/L時(shí),經(jīng)16min光照后,曲線才成為直線;濃度0.02g/L時(shí),需要32min;濃度0.04g/L時(shí),需要64min以上.這說明濃度越高越耐光.
1.4光對熒光增白劑VBL白度的影響
光除了對熒光增白劑VBL的水溶液有影響外,利用經(jīng)過光照后的增白劑水溶液增白處理纖維或織物,發(fā)現(xiàn)對纖維或織物的白度也有影響.以下是熒光增白劑VBL對棉布的增白試驗(yàn)情況[2].
棉布的染色深度為0.05%owf
染色浴比為1∶40
硫酸鈉用量為20%owf
按上述條件配制6份染浴,染浴配方:
0.025g/L增白劑/ml50
100g/L硫酸鈉/ml10
加水至/ml200
在Macbethspectralight標(biāo)準(zhǔn)光源下分別光照0、5、10、15、20、25min.立即將用水煮沸過的棉布按染缸順序入染,并不斷翻動,開始冷染10min,然后在10min內(nèi)升溫至(50±2)℃,在此溫度下染色30min,染畢,按入染順序取出,用水洗凈,于60℃以下干燥,徹底晾干后再評定色光和白度.染色深度為0.1%、0.2%時(shí)的染色方法與此相同,然后用光譜光度計(jì)DatacolorSF300測增白后棉布的白度(WCIE).根據(jù)以上結(jié)果,繪制光照時(shí)間對織物白度的影響曲線,見圖2.
從圖2可見,染色深度越低、光照時(shí)間越長,白度降低越多;染色深度(0.2%)越高,受光照的影響越小,光照15min以后白度才有所降低.這說明光對熒光增白劑的水溶液、織物的白度均有影響,并且染色深度越低,影響越大.試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),將以上增白的棉布在同樣的光源下光照0、10、40min,然后再測其白度,它們的白度幾乎沒有變化.
2結(jié)果與討論
二苯乙烯的順式由于兩個(gè)苯環(huán)間的空間位阻具有較高的能量,所以一般狀況下它主要以反式存在.在光照以后,具有二苯乙烯結(jié)構(gòu)的熒光增白劑VBL[3],在光(含充足的紫外線)的作用下會產(chǎn)生順-反異構(gòu)現(xiàn)象,乙烯結(jié)構(gòu)的一個(gè)π電子吸收能量被激化,進(jìn)入到π 軌道,降低了碳碳原子間的π鍵鍵級,電子云的斥力使它發(fā)生90°旋轉(zhuǎn),即由反式變?yōu)轫樖剑鐖D3所示.當(dāng)光照移去以后,順式又慢慢地發(fā)生異構(gòu)而變?yōu)榉词剑谧贤夤庀,反式有?qiáng)烈的熒光,順式則沒有熒光.
正是由于熒光增白劑VBL具有這種二苯乙烯結(jié)構(gòu),才使得熒光增白劑VBL產(chǎn)品經(jīng)光照以后的外觀由淡黃色變?yōu)榫G色.而有些廠家產(chǎn)品的外觀經(jīng)光照后變化不大,則是因?yàn)樵摦a(chǎn)品的晶型比較穩(wěn)定[4].熒光增白劑VBL的稀水溶液受光的影響,其吸光度明顯下降也是出于同一原因.而用經(jīng)光照后的增白劑水溶液處理棉織物,織物的白度下降,正是這種順-反異構(gòu)變化所產(chǎn)生的結(jié)果.增白劑一旦上染到織物上,因增白劑分子和纖維間的作用力,使順-反異構(gòu)的變化大為減弱,所以經(jīng)短時(shí)間的曝光,織物的白度不會降低.據(jù)介紹[5],當(dāng)不曝光的熒光增白劑染在織物上,干燥后得到的是純粹的反式結(jié)構(gòu);當(dāng)增白劑的水溶液曝光一定時(shí)間后染到織物上,干燥后萃取并在暗室中處理得到的順式結(jié)構(gòu),這已被紙色譜和薄層色譜所證明.熒光增白劑VBL順-反異構(gòu)的變化,也引起了其紫外吸收光譜的變化,見圖4.
由圖4可見,經(jīng)光照以后,熒光增白劑VBL由強(qiáng)熒光的反式變成了無熒光的順式.
3結(jié)論
由于熒光增白劑VBL具有二苯乙烯結(jié)構(gòu),對光很敏感,在光(含有充足紫外線)的作用下會產(chǎn)生順-反異構(gòu)現(xiàn)象.光照在一定程度上不僅可以改變熒光增白劑VBL產(chǎn)品的外觀,而且還可以使增白劑稀水溶液的吸光度降低.經(jīng)曝光以后的增白劑水溶液處理織物與未經(jīng)曝光的增白劑處理織物相比,白度(增白效果)要降低,并且溶液越稀,這種影響越大.在用熒光增白劑VBL國家標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品進(jìn)行熒光強(qiáng)度檢驗(yàn)時(shí),要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在避光(不含紫外光)的條件下進(jìn)行,操作要連續(xù)、迅速.在對纖維或織物進(jìn)行增白處理時(shí),染浴的配制也應(yīng)在避光的條件下進(jìn)行,尤其是在增白劑染色深度低的情況下更應(yīng)避光.染液應(yīng)隨配隨用,配成的增白劑溶液也宜貯藏在陰暗處.只有這樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量.科學(xué)合理地使用,充分發(fā)揮熒光增白劑VBL的增白效果,避免不必要的浪費(fèi).
參考文獻(xiàn):
[1]劉正超.染化藥劑(下冊)[M].北京:紡織工業(yè)出版社,1987,440-441.[
2]GB/T10661-1996熒光增白劑VBL[S].
[3]王菊生.染整工藝學(xué)原理(第三冊)[M].北京:紡織工業(yè)出版社,1984,133.
[4]董仲生.二苯乙烯雙三嗪類熒光增白劑的晶型轉(zhuǎn)變[J].染料工業(yè),1998,35(5):10-12.
[5]Leater,J.PropertiesandEvaluationofFluorescentBrighteningAgents.J.Soc.DyersColor,1969,82(4):130-131.
來源: 印染在線 董仲生(沈陽化工研究院,遼寧沈陽110021)
作者簡介:董仲生(1964-),男,河北阜城人,工程師,學(xué)士,從事染料、印染助劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制訂、修訂及監(jiān)督檢驗(yàn)工作.