精细化学第四章荧光增白剂课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《精细化学第四章荧光增白剂课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精细 化学 第四 荧光 增白剂 课件
- 资源描述:
-
1、荧光增白剂荧光增白剂4.1 概述概述4.1.1 4.1.1 荧光增白剂的定义荧光增白剂的定义 荧光增白剂是一种无色的有机化合物,它能吸荧光增白剂是一种无色的有机化合物,它能吸收人眼看不见的近紫外光(收人眼看不见的近紫外光(300300400nm400nm之间),再之间),再发射人眼可见的蓝紫色荧光(发射人眼可见的蓝紫色荧光(420420480nm480nm之间)。之间)。作为荧光增白剂必须同时具备下列条件:作为荧光增白剂必须同时具备下列条件:1 1、化合物本身接近无色或浅色;、化合物本身接近无色或浅色;2 2、有较高的荧光量子产率;、有较高的荧光量子产率;3 3、对底物有较好的亲和性,但无化学
2、作用;、对底物有较好的亲和性,但无化学作用;4 4、有较好的热化学和光化学稳定性。、有较好的热化学和光化学稳定性。荧光增白剂发光机理荧光增白剂发光机理1 1、具有刚性的、不饱和的平面多烯烃或多芳香环结构的化、具有刚性的、不饱和的平面多烯烃或多芳香环结构的化合物往往具有荧光及较高的荧光量子产率,任何有利于提合物往往具有荧光及较高的荧光量子产率,任何有利于提高高电子共轭程度的结构改变都将提高荧光量子产率,同电子共轭程度的结构改变都将提高荧光量子产率,同时使荧光波长向长波方向移动;时使荧光波长向长波方向移动;物质结构与荧光的关系物质结构与荧光的关系2 2、卤素取代基对芳香族化合物的荧光量子产率的影响
3、是:、卤素取代基对芳香族化合物的荧光量子产率的影响是:氟氟 氯氯 溴溴 碘碘;3 3、立体异构对荧光的影响是:反式、立体异构对荧光的影响是:反式 顺式顺式;4 4、晶体结构的构造对荧光也有影响。、晶体结构的构造对荧光也有影响。增白与漂白的区别增白与漂白的区别4.1.1 4.1.1 增白与漂白增白与漂白 漂白是实质是漂白剂将杂质中分子中的化学键(一般漂白是实质是漂白剂将杂质中分子中的化学键(一般为不饱和键)氧化或者还原成饱和键而失去颜色。会对纤为不饱和键)氧化或者还原成饱和键而失去颜色。会对纤维组织造成不同成都的损伤。维组织造成不同成都的损伤。荧光增白是自身的一种光致发光现象,不会对纤维组荧光增
4、白是自身的一种光致发光现象,不会对纤维组织造成影响,但如果长时间暴露在日光下,其白度会因荧织造成影响,但如果长时间暴露在日光下,其白度会因荧光增白剂分子被光分解而逐渐下降。光增白剂分子被光分解而逐渐下降。荧光增白剂的增白机理荧光增白剂的增白机理 荧光增白剂是一类含有共轭双键,且具有良好平面性荧光增白剂是一类含有共轭双键,且具有良好平面性的特殊结构的有机化合物。在日光照射下,它能够吸收光线的特殊结构的有机化合物。在日光照射下,它能够吸收光线中肉眼不能看见的紫外线(波长为中肉眼不能看见的紫外线(波长为300300400400nmnm),使分子激),使分子激发,再回复到基态时,紫外线能量便消失一部分
5、,进而转化发,再回复到基态时,紫外线能量便消失一部分,进而转化为能量较低的蓝紫光(波长为为能量较低的蓝紫光(波长为420420480480nmnm)发射出来。这样,)发射出来。这样,被作用物上的蓝紫光的反射量便得以增加,从而抵消了原物被作用物上的蓝紫光的反射量便得以增加,从而抵消了原物体上因黄光反射量多而造成的黄色感,在视觉上产生洁白、体上因黄光反射量多而造成的黄色感,在视觉上产生洁白、耀目的效果。耀目的效果。4.1.1 4.1.1 荧光增白剂荧光增白剂荧光增白剂常用的英文名称为:荧光增白剂常用的英文名称为:Fluorescent Whitening Agent(FWA)Fluorescent
6、 Whitening Agent(FWA)Fluorescent Brightening Agent(FBA)Fluorescent Brightening Agent(FBA)Optical Brightening Agent(OBA)Optical Brightening Agent(OBA)类别:类别:染料、助剂染料、助剂18521852年年StokesStokes定律:人类首次从理论上阐述荧光现象;定律:人类首次从理论上阐述荧光现象;荧光增白剂的历史荧光增白剂的历史19211921年年LagorioLagorio观察到荧光染料发出的可见荧光能力高观察到荧光染料发出的可见荧光能力高于它吸
7、收的可见光能量;于它吸收的可见光能量;他推论:荧光染料具有将不可见紫外光转换为可见荧光他推论:荧光染料具有将不可见紫外光转换为可见荧光的能力;的能力;他还发现天然纤维的白度可通过荧光物质的水溶液处理他还发现天然纤维的白度可通过荧光物质的水溶液处理而提高。而提高。19291929年年KraisKrais采用采用LagorioLagorio原理证明,将泛黄色的人造丝原理证明,将泛黄色的人造丝浸入浸入6 6,7-7-二羟基香豆素配糖体的溶液中,干燥后发现该二羟基香豆素配糖体的溶液中,干燥后发现该人造丝的白度有了明显的提高。人造丝的白度有了明显的提高。6 6,7-7-二羟基香豆素配糖体二羟基香豆素配糖
8、体荧光增白剂的历史荧光增白剂的历史该化合物是在马栗树皮中提取得到的一种物质。该化合物是在马栗树皮中提取得到的一种物质。不易得到,其化学性能也不稳定,无工业化价值。不易得到,其化学性能也不稳定,无工业化价值。启发:人工合成新的荧光增白剂。启发:人工合成新的荧光增白剂。化合物化合物2 2 化合物化合物3 3这两个化合物虽然对纺织品有增白作用,但是水洗牢度太差。这两个化合物虽然对纺织品有增白作用,但是水洗牢度太差。荧光增白剂的历史荧光增白剂的历史 1934 1934年,荧光年,荧光ICIICI公司在它的一项专利中首次将公司在它的一项专利中首次将4 4,4 4-二氨基二苯乙烯二氨基二苯乙烯-2-2,2
9、 2-双磺酸(双磺酸(DSDDSD酸)的二酰基衍生物用酸)的二酰基衍生物用作荧光增白剂,它对纤维素织物和纸张可产生直接的增白作荧光增白剂,它对纤维素织物和纸张可产生直接的增白效果。效果。荧光增白剂的历史荧光增白剂的历史DSDDSD酸双三嗪型酸双三嗪型Blankophor B(Blankophor B(化合物化合物5)5)(C.I.C.I.荧光增白剂荧光增白剂3232)Blankopor RBlankopor R(化合物(化合物6 6)()(C.I.C.I.荧光增白剂荧光增白剂3030)Blankophor WTBlankophor WT(化合物(化合物7 7)()(C.I.C.I.荧光增白剂荧
10、光增白剂4848)荧光增白剂的历史荧光增白剂的历史最早的荧光增白剂牌号:最早的荧光增白剂牌号:化合物化合物5 5(C.I.C.I.荧光增白剂荧光增白剂3232)化合物化合物 6 6荧光增白剂的历史荧光增白剂的历史化合物化合物6 6(C.I.C.I.荧光增白剂荧光增白剂3030)化合物化合物7 7(C.I.C.I.荧光增白剂荧光增白剂4848)咪唑类荧光增白剂的出现:咪唑类荧光增白剂的出现:荧光增白剂的历史荧光增白剂的历史(瑞士(瑞士CIBACIBA公司公司 19421942年年 用于毛纺织品和尼龙制品的增白)用于毛纺织品和尼龙制品的增白)化合物化合物 9 9噁唑结构的荧光增白剂出现:噁唑结构的
11、荧光增白剂出现:萘酰亚胺类型萘酰亚胺类型联苯乙烯类型联苯乙烯类型吡嗪类型吡嗪类型2020世纪世纪5050年代以后相继又有新的荧光增白剂产品问世。年代以后相继又有新的荧光增白剂产品问世。19561956年出版的年出版的染料索引染料索引第二版上仅登录不同结构的荧第二版上仅登录不同结构的荧光增白剂品种光增白剂品种7878个。个。19711971年出版的第三版上荧光增白剂品种数增加了年出版的第三版上荧光增白剂品种数增加了184184个,达个,达到到262262个。个。19821982年出版的年出版的染料索引染料索引第三版补编上,荧光增白剂的第三版补编上,荧光增白剂的品种增加到品种增加到359359个。
12、个。19991999年的补编上,增加到年的补编上,增加到396396个。个。目前世界上已生产荧光增白剂约有目前世界上已生产荧光增白剂约有1515种基本结构类型,近种基本结构类型,近400400种结构的化合物,曾经使用过的商品牌号超过种结构的化合物,曾经使用过的商品牌号超过30003000个。个。荧光增白剂的历史荧光增白剂的历史荧光增白剂的分类与命名荧光增白剂的分类与命名按照荧光增白剂的母体结构可将它们分为按照荧光增白剂的母体结构可将它们分为9 9类:类:碳环类碳环类 1,3-1,3-二苯基吡唑啉类二苯基吡唑啉类 三嗪基氨基二苯乙烯类三嗪基氨基二苯乙烯类 香豆素类香豆素类 二苯乙烯二苯乙烯-三氮
13、唑类三氮唑类 萘酰亚胺类萘酰亚胺类 呋喃类呋喃类 杂类杂类 苯并呋喃类和苯并咪唑类苯并呋喃类和苯并咪唑类按照母体结构划分按照母体结构划分 碳环类荧光增白剂是指构成分子的母体中不含杂环,同碳环类荧光增白剂是指构成分子的母体中不含杂环,同时母体上的取代基也不含杂环的一类荧光增白剂。时母体上的取代基也不含杂环的一类荧光增白剂。组成碳环类荧光增白剂的母体分子主要有三类:组成碳环类荧光增白剂的母体分子主要有三类:碳环类碳环类1,41,4-二苯乙烯苯:二苯乙烯苯:4,44,4-二苯乙烯联苯:二苯乙烯联苯:4,44,4-二乙烯基二苯乙烯:二乙烯基二苯乙烯:氰基取代的二苯乙烯苯具有相当高的荧光量子产率,对氰基
14、取代的二苯乙烯苯具有相当高的荧光量子产率,对底物的增白效果很好,尤其适合用于塑料和合成纤维树脂。底物的增白效果很好,尤其适合用于塑料和合成纤维树脂。典型的品种有:典型的品种有:Palanil Brilliant white R(C.I.Palanil Brilliant white R(C.I.荧光增白荧光增白剂剂199)199):1,41,4-二苯乙烯苯:二苯乙烯苯:该品种在我国的商品名称为荧光增白剂该品种在我国的商品名称为荧光增白剂ERER,常用于塑料和涤纶纤,常用于塑料和涤纶纤维及树脂的增白。维及树脂的增白。4,4 4,4-二苯乙烯联苯类的荧光增白剂属于应用性能很好二苯乙烯联苯类的荧光增
15、白剂属于应用性能很好的一类品种,可用于对应用性能有严格要求的场合,典型的的一类品种,可用于对应用性能有严格要求的场合,典型的品种有:品种有:Tinopal CBS-X(C.I.Tinopal CBS-X(C.I.荧光增白剂荧光增白剂 351)351)4,44,4-二苯乙烯联苯:二苯乙烯联苯:该品种在我国的商品名称为荧光增白剂该品种在我国的商品名称为荧光增白剂CBS-XCBS-X,常用于高档洗涤剂的,常用于高档洗涤剂的添加剂。添加剂。4,4 4,4-二乙烯基二苯乙烯具有极高的量子产率,在我国二乙烯基二苯乙烯具有极高的量子产率,在我国未有生产,国外的典型品种有:未有生产,国外的典型品种有:Leuk
16、ophor EHBLeukophor EHB4,44,4-二乙烯基二苯乙烯:二乙烯基二苯乙烯:三嗪基氨基二苯乙烯是三嗪基氨基二苯乙烯是4,44,4-二氨基二氨基-二苯乙烯二苯乙烯-2,2-2,2-二二磺酸(磺酸(4,44,4-diaminostilbene-2,2-diaminostilbene-2,2-disulfonic acid,-disulfonic acid,简称简称DSDDSD酸)与三聚氯氰的缩合物:酸)与三聚氯氰的缩合物:三嗪基氨基二苯乙烯类三嗪基氨基二苯乙烯类 具有该结构类型的荧光增白剂是现有荧光增白剂商品中具有该结构类型的荧光增白剂是现有荧光增白剂商品中品种最多的,约品种最多
17、的,约80%80%以上的荧光增白剂都属于此类结构类型,以上的荧光增白剂都属于此类结构类型,它们被广泛用于增白剂纤维素类纺织品、纸张、再生纤维以它们被广泛用于增白剂纤维素类纺织品、纸张、再生纤维以及洗涤剂,典型的品种有荧光增白剂及洗涤剂,典型的品种有荧光增白剂DMSDMS(C.I.C.I.荧光增白剂荧光增白剂7171):):三嗪基氨基二苯乙烯类三嗪基氨基二苯乙烯类 该品种在我国还被称为该品种在我国还被称为:荧光增白剂挺进荧光增白剂挺进33#33#,常用于固体洗涤剂。,常用于固体洗涤剂。二苯乙烯二苯乙烯-三氮唑是二苯乙烯类化合物与三氮唑类化合三氮唑是二苯乙烯类化合物与三氮唑类化合物的缩合物,该类荧
18、光增白剂问世较早。缺点是荧光色调偏物的缩合物,该类荧光增白剂问世较早。缺点是荧光色调偏绿,对纤维增白的白度不够高,现在逐步退出市场。目前仍绿,对纤维增白的白度不够高,现在逐步退出市场。目前仍在使用的此类荧光增白剂有结构对称的和结构不对称的两种在使用的此类荧光增白剂有结构对称的和结构不对称的两种类型。典型的不对称结构的品种是:类型。典型的不对称结构的品种是:Tinopal PBS,Tinopal PBS,主要用于主要用于棉纤维增白。棉纤维增白。二苯乙烯二苯乙烯-三氮唑类三氮唑类 典型的对称结构的品种是:典型的对称结构的品种是:Blankophor BHC,Blankophor BHC,主要用于主
19、要用于棉纤维增白和洗涤。棉纤维增白和洗涤。二苯乙烯二苯乙烯-三氮唑类三氮唑类 苯并噁唑类荧光增白剂在产量上仅次于三嗪基氨基二苯苯并噁唑类荧光增白剂在产量上仅次于三嗪基氨基二苯乙烯类的荧光增白剂,但是此类品种的大多数是高性能的荧乙烯类的荧光增白剂,但是此类品种的大多数是高性能的荧光增白剂,它们的价格远远高于三嗪基氨基二苯乙烯类的荧光增白剂,它们的价格远远高于三嗪基氨基二苯乙烯类的荧光增白剂。苯并噁唑基团非常容易引进分子中,它们在分子光增白剂。苯并噁唑基团非常容易引进分子中,它们在分子中参与电子的共轭,所以将它们引入分子后,延长了分子的中参与电子的共轭,所以将它们引入分子后,延长了分子的共轭链。典
20、型的品种有:共轭链。典型的品种有:Eastobrite OB-1(C.I.Eastobrite OB-1(C.I.荧光增白剂荧光增白剂393)393)苯并噁唑类苯并噁唑类 它在我国的商品名称为荧光增白剂它在我国的商品名称为荧光增白剂OB-1OB-1,被广泛用于涤纶纤维树脂的原,被广泛用于涤纶纤维树脂的原液增白。液增白。苯并噁唑类苯并噁唑类另有一类结构不对称的品种,典型品种的结构如下:另有一类结构不对称的品种,典型品种的结构如下:NOCH CHCH3H3C 它不常以单一组分使用,而是常与其他相似结构它不常以单一组分使用,而是常与其他相似结构的荧光增白剂一起使用,构成混合型荧光增白剂。的荧光增白剂
21、一起使用,构成混合型荧光增白剂。呋喃,苯并呋喃和苯并咪唑本身不是荧光增白剂的母体,呋喃,苯并呋喃和苯并咪唑本身不是荧光增白剂的母体,但它们都是构成荧光增白剂的结构单元。它们可与其他结构但它们都是构成荧光增白剂的结构单元。它们可与其他结构单元(如联苯)一起组成性能良好的荧光增白剂。呋喃与联单元(如联苯)一起组成性能良好的荧光增白剂。呋喃与联苯的组合在结构上类似于苯乙烯与联苯的组合。含磺酸基团苯的组合在结构上类似于苯乙烯与联苯的组合。含磺酸基团的此类组合具有很好的水溶性,特别适合尼龙纤维和纤维素的此类组合具有很好的水溶性,特别适合尼龙纤维和纤维素纤维的增白,典型化合物的结构如下:纤维的增白,典型化
22、合物的结构如下:呋喃,苯并呋喃和苯并咪唑类呋喃,苯并呋喃和苯并咪唑类 苯并咪唑基团与呋喃组合就是一类水不溶性的荧光增白苯并咪唑基团与呋喃组合就是一类水不溶性的荧光增白剂,但它们极易生成盐,所以通常被制成阳离子形式的,第剂,但它们极易生成盐,所以通常被制成阳离子形式的,第一个这种类型的阳离子型荧光增白剂是一个这种类型的阳离子型荧光增白剂是Uvitex AT:Uvitex AT:呋喃,苯并呋喃和苯并咪唑类呋喃,苯并呋喃和苯并咪唑类 1,3-1,3-二苯基二苯基-吡唑啉类化合物具有强烈的蓝色荧光,这吡唑啉类化合物具有强烈的蓝色荧光,这一点早在一点早在1919世纪末就已为人所知,但是将它们作为荧光增白
23、世纪末就已为人所知,但是将它们作为荧光增白剂使用还是剂使用还是19491949年以后的事情,用取代的苯肼与年以后的事情,用取代的苯肼与-氯代丙氯代丙酰苯类化合物进行缩合反应制得了第一个酰苯类化合物进行缩合反应制得了第一个1,3-1,3-二苯基二苯基-吡唑吡唑啉类荧光增白剂。啉类荧光增白剂。1,3-1,3-二苯基二苯基-吡唑啉类荧光增白剂的结构通式如下:吡唑啉类荧光增白剂的结构通式如下:1,3-1,3-二苯基二苯基-吡唑啉类吡唑啉类 1,3-1,3-二苯基二苯基-吡唑啉类荧光增白剂典型的品种是吡唑啉类荧光增白剂典型的品种是Blankophor DCB(C.I.Blankophor DCB(C.I
24、.荧光增白剂荧光增白剂121)121):1,3-1,3-二苯基二苯基-吡唑啉类吡唑啉类 香豆素本身就具有非常强烈的荧光,在它的香豆素本身就具有非常强烈的荧光,在它的3 3位,位,7 7位上位上引入各种取代基团就可使其成为具有实用价值的荧光增白剂。引入各种取代基团就可使其成为具有实用价值的荧光增白剂。如今,早期研制的并已商品化的品种现已开始逐步淘汰,因如今,早期研制的并已商品化的品种现已开始逐步淘汰,因为它们的各项牢度性能都不好,代替它们的是在为它们的各项牢度性能都不好,代替它们的是在3 3,7 7位上引位上引入一些较复杂的取代基团,特别是引入杂环类型的基团,因入一些较复杂的取代基团,特别是引入
25、杂环类型的基团,因为如此生成的品种具有白度更高、耐日晒牢度更高的特点。为如此生成的品种具有白度更高、耐日晒牢度更高的特点。典型的品种有典型的品种有Uvitex WGS(C.I.Uvitex WGS(C.I.荧光增白剂荧光增白剂52)52):香豆素类香豆素类 4-4-氨基氨基-1-1,8-8-萘二甲酰亚胺以及它们的萘二甲酰亚胺以及它们的N-N-衍生物本身就衍生物本身就具有较强烈的绿光黄色荧光,所以它们一直被用作荧光染料,具有较强烈的绿光黄色荧光,所以它们一直被用作荧光染料,例如:例如:C.I.C.I.溶剂黄溶剂黄4444,将,将4-4-位上的氨基酰化,则这类化合物位上的氨基酰化,则这类化合物的最
展开阅读全文