荧光增白剂的复配增效.doc

荧光增白剂的复配增效单玉才 夏玉忠 蒲帅天 李美菊（开封市华星化工厂475003）摘要：本文介绍了荧光增白剂的化学复配和物理复配两种方法，重点叙述了在具体使用过程中的物理复配及复配效果。关键词：荧光增白剂化学复配物理复配复配增效这些年出现的新结构荧光增白剂很少，研究人员把开发的重点转向复配增效的研究。混合型荧光增白剂的复配增效作用是人们共知的。荧光增白剂在增白基础上主要以单分子状态固着，复配后的增白剂对阳光的吸收和辐射互不干扰。使它们各自存在的相对浓度下降，在荧光增白剂应用浓度范围内，这一浓度的降低，使各自组分的荧光量子产率增大，总的效果是荧光强度增强产生比各自单一组分更高的荧光增白效果。因此，将两种或两种以上的组分混合使用，在相同用量的情况下，可以得到比单一化合物更好的白度，改善荧光色调，达到事半功倍的效果1。、 化学复配增效化学复配就是根据化学反应原理，把一些结构相似的荧光增白剂生产所用主要原材料按照一定比例一起投入到同一反应釜中参加化学反应，得到一新的荧光增白剂。该荧光增白剂是一个混合物，它不但具有所有原料单一反应生成单一荧光增白剂的理化性，而且该混合物在使用及增白效果上要远远优于它的每一种单体荧光增白剂。11荧光增白剂ER系列的复配ER系列荧光增白剂是将氰基引入母体双苯乙烯的苯环上在邻（O）、间（M）和对（P）的不同位置，生成对称和不对称的混合物，而产生提高白度和改变色光的效果。广泛使用的是O/P和O/O的混合物，它们不仅可以起到复配增效的作用，还可以改善染色条件以及改变色光等。但是在涤纶短纤上，ER系列荧光增白剂使用较好的是邻、间、对的原材料按一定的配比参加反应生成的混合物，如市场上流通的NER-3、NER-6，它们就是把邻腈基苄基磷酸O,O二乙基酯，对氰基苄基膦酸O,O二乙基酯，分别按一定的配比投到同一个反应釜中得到的产物。NER-3、NER-6只是两种原料的配比不同，该产品用于涤纶的纤维原液的增白可以获得215以上的白度，而且在塑料上增白效果也远远优于单一的ER（主要指I型，II型粉）和采取物理复配的ER（I型，II型粉按一定的配比用机械物理混合，如市场上的JER），并且做出的产品具有中性蓝色光，产品的外观非常优美2。12 荧光增白剂OB系列的复配OB系列荧光增白剂是将烷基引入苯并恶唑的苯环上，生成对称和不对称的混合物，除了提高白度和改变色光的效果外，还可以提高荧光增白剂与塑料的相容性。如开封市华星化工厂生产的KSN、PS荧光增白剂，它们就是把两种主要原料对氯甲基苯基苯并恶唑、对氯甲基苯基（甲基）苯并恶唑按不同配比混合一起投入到同一个反应釜中生产的混合物。此两种荧光增白剂从近几年在市场上使用上看，它们使用效果要远远好于OB与KSN的使用效果，而且在生产工艺上也比OB与KSN要好，尤其整个生产过程大大缩短，有利于提高荧光增白剂的产量。、 物理复配增效物理复配增效就是两个或两个以上结构相似或不同的荧光增白剂，或者一个或者两个荧光增白剂与少量的塑料助剂、增感染材料等通过物理的方法混合后应用于纺织品、塑料、纸张等底物的增白时，相对于等量组成该混合物型荧光增白剂的任一单组分具有可观察到的或可量度增强效应。这种增白效应不仅仅体现在被作用的底物的白度效果上，还体现在底物的应用性能上，如耐日晒和耐气候牢度，耐热牢度等3。很明显，由于这种效应，使得将多个荧光增白剂混合使用可产生额外的经济利益，因而复配荧光增白剂既受到生产商又受到应用者的关注。2 1荧光增白剂间的复配增效2 11产生增效的原理（1）在多元混合物中，多个组分互不干扰对方的光学行为，荧光增白剂在底物中主要以单分子状态存在（当然不排除少数分子以低分子数缔和体存在的可能），因此可将其在溶液中的光物理行为类推到其在底物中的光物理行为。（2）在荧光增白剂应用的高浓度范围内，其荧光量子率随浓度增加而下降，荧光增白剂的增白效果与它在底物中发射的荧光强度有关，而荧光强度又与荧光量子率有关。荧光增白剂对底物的增白效果，只有当其使用浓度达到一定值后，才能对底物造成可观的增白效果。低于一定值，增白效果不明显，高于一定值则又会产生泛黄现象。比如荧光增白剂OB和荧光增白剂PF混合应用时，由于双方互不干扰对方的光学行为，一方的存在等于降低了另一方的浓度，这提高了两个组分各自的荧光量子产率。从而也提高了两个组分混合物的荧光强度，进而提高了混合应用时对底物总的增白效果。（见下表）荧光增白剂OB和荧光增白剂PF的DMF溶液单独荧光增白剂 吸光度荧光强度荧光增白剂吸光度荧光强度 EF/*105 E F/*105 OB-1 0.0441.482 OB-1 0.216 4.493 PF 0.055 1.413 PF 0.175 4.02163%OB-1+37%PF 0.048 1.79050%OB-1+50%PF 0.193 4.443与混合时的吸光度和荧光强度（3）在上述浓度范围内，荧光增白剂在底物中白度的提升率随其浓度的提高而下降，荧光增白剂在底物中发射的荧光强度还与其在底物中的量（浓度）有关。否则就不能解释为何使用浓度提高了，其荧光量子率下降了，但对底物的增白效果却高了。上述三种因素同时存在，使得混合型荧光增白剂在底物中发射的荧光强度增加，也就增加了对底物黄色的补正作用，从而使得底物更加洁白悦目。212OB的复配从2003年开始，本人逐渐对全国主要荧光增白剂厂家生产的OB分别做了大量的液相色谱及各项理化指标检验。发现目前市场上流通的OB纯粉很少，大多数为ER系列、PF与OB的复配品种。为了迎合市场的需要，有的厂家把复配的OB直接作为纯粉出售，进而采取降价措施占领市场；有的厂家则在OB的后边加以注明，比如荧光增白剂OB1009及市场上的 OB等大多是该品种的复配品。由于该系列的产品受到价格及使用条件的限制，加上使用效果不够理想，现在它除了在涤纶短纤上大量应用外，在工程塑料上已经很少应用。22荧光增白剂与塑料助剂间复配增效随着科学技术的发展，塑料工业得到了进一步的发展，尤其是工程塑料正以日新月异的速度前进着，而对高档荧光增白剂的要求也越来越严格，在使用上不但要求好用，而且需提高荧光增白剂的泛黄点及白度。做成的产品既白又耐疲劳，还要求降低成本，总之，市场竞争越来越激烈，只有物美价廉的高档荧光增白剂在市场上才能生存，站住脚跟。本人从2003年6月开始与部分科研人员一起，对荧光增白剂的复配增效问题进行了研究，发现荧光增白剂OB、KSN、OB等高档产品中，针对性的添加少量塑料助剂，它不但在不影响荧光增白剂的质量基础上大大降低了产品的成本，而且在使用上要远远好于纯的OB、KSN、OB等。221OB的复配增效OB的增白机理主要是靠分散增白的分散度的好坏直接决定着OB的增白效果，据此在根据市场的要求及部分塑料助剂的特点，我们做了以下研究：名称 组成（%）OB-1 80 75 70扩散剂 4 8 10 15 15 20 抗氧剂 4 4 4 4 6 2 增亮剂 4 2 4 2 2 2热稳定剂 4 4 5 2 5 4抗静电剂 4 2 2 2 2 2根据上表，我们做出了小样后，先后对其进行荧光度、白度等理化性质进行了检验，然后又把样品拿到客户那里进行打板，通过刚打出的板与风刮雨淋太阳晒60天以上的板比较，无论添加多少塑料助剂辅料，只要是复配品种（OB含量必须达到一定量），使用效果都比纯品好，尤其是在白度和防晒上更为突出。目前市场上的纯品OB已很难见到，大多为复配产品，比如OB1 1008、 OB 1005、 OBG、OBS等。222KSN-1的复配增效荧光增白剂KSN-1本身就是一个化学复配产品，它不但荧光度高，白度特白，而且透明性好，为了降低成本，适应客户的要求，我们在荧光增白剂OB复配的基础上，对所使用的塑料助剂稍加改进，推出了荧光增白剂KSN。23加入增感染料（颜料）不同种族的人或对颜色的偏好不同，对“白”的理解也不尽相同。有些人认为偏红光看起来更白，有些人可能认为偏蓝光看起来更白。由于这些对视觉白度和色光的特殊要求，往往在用荧光增白剂进行增白的过程中不能满足要求时，需加入增感染料（颜料）。加入增感染料与传统上所说的“加蓝”相似。在实际应用中，增感染料（颜料）的加入量很少，以mg/Kg计，从加入增感染料（颜料）颜色上分，多数情况下需加入紫色或蓝色，有时也加入红色或白色。从使用染料的类别分，一般认为非水溶性荧光增白剂可以使用分散染料、溶剂染料或易分散的有机颜料；水溶性荧光增白剂可以使用直接染料、酸性染料、也有使用分散染料4。例如聚酯纤维增白时加入紫色有机染料或蓝紫色分散染料，在聚酯切片用荧光增白剂进行原浆着色时，加入80毫克/公斤的溶剂红染料，纺成丝后比不加染料的白度增加。再如市场上的荧光增白剂4BK就是由荧光增白剂VBL、荧光增白剂113、少量的元明粉及蓝色水溶性染料组成的一种增白剂。、 结束语目前，国内的高档荧光增白剂市场已供大于求，各个厂家为了生存纷纷打起价格战，使、KSN、KCB、OB等高档荧光增白剂的价格一路狂跌，使各个生产厂家朝不保夕，已无利润可言。今后，各种复配方法的相互结合，优势互补以加强增白效果及防晒度等是国内主要生产高档荧光增白剂厂家研究的一个新方向。所做的小试有很多，表中仅列了效果好的一部分参考文献、王景国主编染料工业技术第230276页、詹益兴主编化工小商品生产法第十集第274276页、 沈永嘉主编荧光增白剂第87104页、 吴力峰主编塑料着色和色母粒第106120页THE IMPRESSIN IN USE OF MIXTURE ABOUT FLUORESENT BRIGHTENER AGENT PShan yucai Xia yuzhong Pu shuaitian Li meiju(KAIFENG HUAXING CHEMICAL FACTORY)ABSTRACT：The articale introduce two methed of chemical mixture and physical mixture about fluorescent brightener agent,I