荧光增白剂在纺织品上的应用

于范芹

（中国纺织科学研究院，北京 100025）

1. 荧光增白剂概述

英国物理学家George Gabriel Stokes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只荧光增白剂——VBL（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。

荧光增白剂的用途非常广泛，从最初仅用于纺织品，到现在广泛用于造纸、洗涤剂、塑料、涂料、油墨、皮革等多个领域。随着经济飞速发展，荧光增白剂的用途与用量仍在不断扩大。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，荧光增白剂在不同行业的应用比例存在差异，但使用比例的排序基本相同：即主要用于洗涤剂，其次是造纸 ，纺织第三， 塑料及其他领域的用量较小。

2. 荧光增白剂在纺织品上的增白原理

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。

在荧光增白剂出现以前，通常采用的增白方法主要有两种：①加蓝增白法，这种方法可以起到增白作用，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。

3. 荧光增白剂在纺织工业中的应用

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者的喜爱。目前，还未有相应技术可以替代荧光增白剂的作用。

有人认为，通过漂白的方式就可以取代荧光增白剂。而且这方面有些产品确有研究，如通过氯漂和氧漂的多次漂白来达到面料的白度要求，但过渡漂白容易损伤纤维，造成服装穿着时强力下降。

纺织纤维有纤维素纤维、蛋白质纤维和合成纤维三大类。在纺织品上应用荧光增白剂是有要求的，至少应满足以下5个方面的要求：①对纤维无损伤，并与其有较好的结和力；②具有较好的水溶性；③有良好的化学稳定性；④有较好的均匀增白性；⑤对环境无害等。

按化学结构类型分，在纺织工业中应用的荧光增白剂主要包括六大类：①双三嗪氨基二苯乙烯类型；②二苯乙烯联苯类型；③双苯并唑类型；④二苯乙烯基苯类型；⑤吡唑啉类型；⑥香豆素类型。在使用荧光增白剂时，须根据纤维的化学组成和物理性能，选择合适的荧光增白剂，从而得到满意的增白效果。

荧光增白剂在纺织工业中的应用比例如下（按在纤维上所占百分数计)：棉纤维占42%，粘胶、醋纤占23%，合成纤维占25%，羊毛占10%。

4. 与荧光增白剂相关的纺织品标准

在国际上，荧光增白剂被认为是一种白色染料，每一种结构的荧光增白剂有其相应的染料索引号；在我国，荧光增白剂通常被认为是一种重要的功能性整理助剂。

荧光增白剂作为染料使用，其安全性应满足染料的安全标准。我国在2004年和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颁布了GB 19601-2004《染料产品中23种有害芳香胺的限量及测定》和GB 20814-2006《染料产品中10种重金属元素的限量及测定》两个标准。这两个标准认为，随着人们环保和健康意识的不断加强，经某些染料染色的纺织品在特殊条件下能分解产生多种对人体有害（致癌）的芳香胺。此外，由于重金属的存在而危及人体健康的问题亦愈来愈引起人们的重视，世界许多国家对此都进行了严格限制。要控制纺织品中有害芳香胺含量和重金属含量，最直接的方法是控制用于染色的染料产品中有害芳香胺的量和重金属的量。两个标准在制定中参考了国际纺织品生态研究和检测协会2003年版Oeko-Tex标准100、2003年版Oek-Tex标准200、欧共体2002年版Eco-Label生态标志、染料制造工业的生态学与毒理学协会（ETAD）的有关规定，以及德国联邦消费者卫生保护和兽医药研究院《染色纺织品上禁用偶氮染料检验方法》、德国标准DIN 53316:1997《皮革检验皮革中某些偶氮色素的测定》等方法。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2003年颁布了GB 18401-2003《国家纺织产品基本安全技术规范》，该技术规范是依据《中华人民共和国标准化法》、《中华人民共和国产品质量法》等法律法规制定的强制性国家标准。该标准对纺织产品安全提出了最基本的技术要求，使纺织产品在生产、流通和消费过程中能够保障人体健康和人身安全。标准规定了婴幼儿用品、直接接触皮肤的产品、非直接接触皮肤的产品的基本安全技术要求、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。

化工行业也有一些荧光增白剂的标准，大致有13个品种的标准：HG/T 2555-1993，《荧光增白剂DCB》；HG/T 2556-1993，《荧光增白剂DT》；HG/T 2590-2000，《荧光增白剂ER(330%)》；HG/T 3675-2007，《荧光增白剂CXT（C.I. 荧光增白剂71）》；HG/T 3703-2002，《荧光增白剂OB-1》；HG/T 3725-2003，《荧光增白剂CF-127》；HG/T 3726-2010，《荧光增白剂351（C. I. 荧光增白剂351）》；HG/T 3727-2003，《荧光增白剂BBU》；HG/T 3967-2007，《荧光增白剂MST-H》；HG/T 3970-2007，《荧光增白剂SH》；HG/T 3971-2007，《荧光增白剂HST》；HG/T 3990，《荧光增白剂BA》；HG/T 4037-2008，《荧光增白剂SWN》。其中有轻工行业标准QB/T 2953-2008《洗涤剂用荧光增白剂》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--2007《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GB 19601和GB 20814的标准要求）。

5. 荧光增白剂在织物洗涤剂中的应用

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不断提高，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。因此可以说，荧光增白剂已成为织物类洗涤剂配方中不可缺少的重要助剂之一。

在洗涤衣物时，一种洗涤剂一般会同时面临各种纤维的织物，如纯棉、涤棉、纯涤、羊毛、丝绸、粘胶、尼龙，等等。要对不同纤维同时达到较好的增白增艳效果，对荧光增白剂的选择是有要求的。在我国2008年9月1日实施的行业标准《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，更为重要的是它适用的纤维品种广泛。

6. 结论

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者是安全的。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，随着我国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。需要不断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够得到保证，国家国民经济各领域能够健康有序发展。