bài giảng chất tẩy trắng quang học

poly photphate hay EDTA, nh ng tác ữnhân chelat hóa.

CHẤT TĂNG TRẮNG QUANG HỌC (fluorescent brightening agents

- FBAs)

NHÓM 12:Nguyễn Thị Phương Kiều 60501363

Lê Trần Thùy Trâm 60503303

Nguyễn Diệp Xuân Thảo 60501599

I/ GI I THI U: Ớ Ệ

• Màu tr ng làm ngắ ười ta liên tưởng t i s s ch s , lý ớ ự ạ ẽ

do v th m m tìm ki m các phề ẩ ỹ ế ương pháp đ s n ể ả

xu t ra v i tr ng h n.ấ ả ắ ơ

• T y oxi hóa s i th c v t b ng cách ph i ngoài n ng.ẩ ợ ự ậ ằ ơ ắ

• T y kh s i đ ng v t b ng cách hun khói sulphur.ẩ ử ợ ộ ậ ằ

• Đá thiên nhiên màu xanh nh lapis lazuli đư ược nghi n và ề

dùng lở ượng nh đ che đi màu vàng vàng còn l i c a ỏ ể ạ ủ

s i sau t y ợ ẩ

I/ GI I THI U: Ớ Ệ

• Năm 1929, Paul Krais đã ti n hành thí nghi m trên v i ế ệ ả

lanh đã t y tr ng m t n a b i d ch chi t nẩ ắ ộ ử ở ị ế ước

aesculetin-6-glucoside t h t d ng a Vi c thêm ánh ừ ạ ẻ ự ệ

sáng xanh – tím vào ánh sáng ph n chi u t v i mang l i ả ế ừ ả ạ

k t qu tr ng h n c tr ng không may, aesculetin ế ả ắ ơ ả ắ

không b n ánh sáng và gi t.ề ặ

• Năm 1934 Paine và Radley s d ng 4,4′-ử ụ

bis(benzoylamino)stilbene-2,2′-disulphonic acid (11.2) lên

gi y b c D n xu t bis(triazinylamino)stilbene thấ ạ ẫ ấ ương

m i đ u tiên đạ ầ ược s n xu t b i I G Farben vào năm ả ấ ở

1940 đ làm ch t tăng tr ng cho cotton.ể ấ ắ

I/ GI I THI U: Ớ Ệ

• Sau th chi n th II, vi c phát tri n FBAs t ng ế ế ứ ệ ể ổ

h p phát tri n mau l Vài trăm s n ph m ợ ể ẹ ả ẩ

thương m i đ i di n cho nhi u lo i hóa ch t ạ ạ ệ ề ạ ấ

phong phú được bán trên th trị ường, FBAs có

th chi m kho ng 10% nhu c u v ch t li u ể ế ả ầ ề ấ ệ

I/ GI I THI U: Ớ Ệ

• FBAs không ch dùng đ tăng tr ng cho v i s i mà ỉ ể ắ ả ợ

cho c gi y, lông, nh a.ả ấ ự

• Nh ng m ng ng d ng đ c bi t h n bao g m tia ữ ả ứ ụ ặ ệ ơ ồ

laser, tinh th l ng và ph m màu sinh h c Nh ng ể ỏ ẩ ọ ư

ng d ng quan tr ng nh t v n là c a FBAs, tuy

nhiên, ch ng d ng trong v i s i và gi y.ỉ ứ ụ ả ợ ấ

I/ GI I THI U: Ớ Ệ

• FBA h p thu tia c c tím, phát ra ánh sáng trong ấ ự

vùng xanh – tím cho quang ph th y đổ ấ ược và t n ồ

II/ C CH HO T Đ NG Ơ Ế Ạ Ộ

• T t c thu c nhu m đ u h p thu ánh sáng Thu c ấ ả ố ộ ề ấ ố

nhu m huỳnh quang phát l i năng lộ ạ ượng đã b h p thu ị ấ

dưới d ng ánh sáng có bạ ước sóng dài h n.ơ

• FBA là m t ch t huỳnh quang hóa h c h p thu ánh sáng ộ ấ ọ ấ

trong vùng UV và phát ra ánh sáng xanh – tím M t FBA ộ

đi n hình th hi n kh năng h p thu c c đ i bể ể ệ ả ấ ự ạ ở ước

sóng 340 – 380nm và phát ra ánh sáng th y đấ ượ ởc

bước sóng 425 – 450nm

• S 0 , S 1 , S 2 , …được g i là tr ng thái đ c thân ọ ạ ộ

(singlet) vì t t c các electron đ u c p đôi; Tấ ả ề ặ 1 ,

• S phát huỳnh quang x y ra khi phân t t ự ả ử ừ

m c năng lứ ượng dao đ ng th p nh t c a tr ng ộ ấ ấ ủ ạ

thái kích thích (S 1 ) quay tr v m c năng ở ề ứ

lượng dao đ ng c a tr ng thái c b n (Sộ ủ ạ ơ ả 0 ).

III/ XÁC Đ NH GIÁ TR Ị Ị

C A FBAs: ĐO Đ Ủ Ộ

TR NG Ắ

• S đánh giá đ tr ng b ng m t là r t ch ự ộ ắ ằ ắ ấ ủ

quan Nhi u nhân t nh đ tu i, gi i tính, ề ố ư ộ ổ ớ

năng l c tri giác và th m chí là tông màu c a ự ậ ủ

v t li u tr ng đ u nh hậ ệ ắ ề ả ưởng đ n ngế ười c m ả

nh n, giúp quy t đ nh s u tiên cá nhân lên ậ ế ị ự ư

s c đ -tím hay l c-lam c a màu tr ng.ắ ỏ ụ ủ ắ

• Nhi u công th c xác đ nh đ tr ng (W) đã ề ứ ị ộ ắ

được đ xu t T t c đ u d a trên không ề ấ ấ ả ề ự

gian màu CIE và các giá tr X, Y, Z.ị

Công th c Berger ứ

• W= 3B + G - 3R

• Các giá tr R, G, B c a công th c Berger đị ủ ứ ược

xác đ nh b i thi t b đo màu 3 kích thích liên quan ị ở ế ị

đ n các giá tr kích thích X, Y, Z c a h th ng ế ị ủ ệ ố

CIE.

Công th c Stensby ứ

• W= L+3a – 3b

• S d ng k t h p các giá tr kích thích L, a, b ử ụ ế ợ ị

c a h th ng Hunter.ủ ệ ố

Công th c CIE 1982 ứ

• W= Y + 800(x n – x) +1700(y n – y)

• x n và y n là thông s k t t a màu c a ngu n ố ế ủ ủ ồ

sáng D65 ( góc quan sát chu n 2° hay 10°).ẩ

• Không gian màu CIE cung c p thông tin v tông ấ ề

màu tr ng, t i đi m g n đi m k t t a màu D65 ắ ạ ể ầ ể ế ủ

cho đ n lo t d i song song tế ạ ả ương ng v i s đa ứ ớ ự

d ng c a tông màu tr ng ạ ủ ắ

• M t màu tr ng trung l p có giá tr s c thái (NU) ộ ắ ậ ị ắ

b ng 0 Bóng xanh h n có giá tr trong kho ng 0 ằ ơ ị ả

và +5, bóng tím có giá tr trong kho ng 0 và -5 ị ả

Gía tr NU có th tính đị ể ược t d ki n đ k t ừ ữ ệ ộ ế

t a màu:ủ

NU= -1132x + 725y + 115.45

• Lượng FBA hi n di n trong v i n n làm tăng ệ ệ ả ề

s thay đ i tông màu ự ổ

• Đ u tiên m u có th tr nên sáng tím h n ầ ẫ ể ở ơ

nh ng khi đ t đư ạ ược đ tr ng cao nh t có th ộ ắ ấ ể

thì có s thay đ i tông màu d nh n th y sang ự ổ ễ ậ ấ

tông màu xanh cho đ n khi m u d FBA, đ ế ẫ ư ộ

tr ng gi m và v t li u nh n đắ ả ậ ệ ậ ược có màu

tr ng h n.ắ ơ

• Vi c so sánh đ m nh c a hai FBA thệ ộ ạ ủ ường

xuyên được yêu c u ầ

• Khi c hai ch t tăng tr ng cùng ch a m t ho t ả ấ ắ ứ ộ ạ

ch t gi ng nhau, hay khi chúng mang l i tông ấ ố ạ

màu tr ng g n gi ng nhau thì vi c so sánh ít khó ắ ầ ố ệ

khăn

• Khi hai s n ph m mang l i bóng màu tr ng khác ả ẩ ạ ắ

xa nhau, vi c so sánh tr nên vô nghĩa.ệ ở

• T i n ng đ th p, có m i quan h g n nh tuy n ạ ồ ộ ấ ố ệ ầ ư ế

tính gi a đ tr ng và logarit c a n ng đ FBA/m t ữ ộ ắ ủ ồ ộ ộ

đ n v kh i lơ ị ố ượng v i n n ả ề

• N u hai FBA có tông màu g n gi ng nhau thì các ế ầ ố

đường bi u di n g n nh song song và d dàng cho ể ễ ầ ư ễ

tính toán

• N u hai FBA cho tông màu khác nhau, quan h trên ế ệ

thay đ i tùy theo đ tr ng, s n ph m cho tông ổ ộ ắ ả ẩ

màu xanh h n có hi u qu cao h n n ng đ th p.ơ ệ ả ơ ở ồ ộ ấ

11.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến

FBA:

• Khi lượng FBA trên ch t n n tăng, đ ấ ề ộ

tr ng tăng cho đ n khi đ t giá tr cao ắ ế ạ ị

nh t ấ

• Tăng thêm FBA s làm gi m đ tr ngẽ ả ộ ắ

Những yếu tố ảnh hưởng đến

FBA:

• Trên polyester cái gi m đ tr ng v i ả ộ ắ ớ

vi c tăng n ng đ FBA rõ ràng không ệ ồ ộ

kèm theo s gi m trên t ng lự ả ổ ượng phát huỳnh quang

• Trên cotton khi gi m c đ tr ng và ả ả ộ ắ

t ng huỳnh quang phát ra, đ tr ng ổ ộ ắ

cũng gi m trả ước đó trong huỳnh quang

poly photphate hay EDTA, nh ng tác ữ

nhân chelat hóa

Những yếu tố ảnh hưởng đến

FBA:

• Nh ng mu i khác, ngay c natri sulfat ữ ố ả

hay natri clorua, đ u có th tăng cề ể ường

s phát huỳnh quang c a FBA trong ự ủ

dung d chị

Những yếu tố ảnh hưởng đến

FBA:

c c và tích c c đ n đ tr ng c a ch t n n ự ự ế ộ ắ ủ ấ ề

c n x lýầ ử

d ng dung môi nh ethylene glycol, poly ụ ư

ethylene glycol và alkoxylate alkylphenol

đ đ t đẻ ạ ược dung d ch n đ nhị ổ ị

11.6 CH T LÀM TR NG Ấ Ắ

CH T N N CELLULOSE: Ấ Ề

• 11.6.1 FBAs cho cotton:

• 11.6.2 FBAs cho gi y:ấ

• 11.6.3 Đi u ch DAST lo i FBAsề ế ạ

• 11.6.4 FBA đ c bi t cho cotton:ặ ệ

11.6.1 FBAs cho cotton:

• Ch t làm tr ng dùng cho cotton đấ ắ ược s ử

d ng tụ ương t nh thu c nhu m tr c ự ư ố ộ ự

ti p.ế

• Lo i ph bi n nh t là d n xu t ạ ổ ế ấ ẫ ấ

triazinyl c a triaminostillbebesulphonic ủ

acid (DAS)

11.6.2 FBAs cho gi y ấ

• Ngành công nghi p gi y là ngành công ệ ấ

nghi p l n th hai dùng FBA sau ngành ệ ớ ứ

công nghi p t y r a H u h t nh ng ệ ẩ ử ầ ế ữ

s n ph m ng d ng trong ngành gi y ả ẩ ứ ụ ấ

đ u là lo i DAST.ề ạ

11.6.2 FBAs cho gi y ấ

• M t ch t FBA độ ấ ược ch n thêm vào b t ọ ộ

gi y ph i b n nhi t đ th p, n u ấ ả ề ở ệ ộ ấ ế

không s có lẽ ượng d th a ch t t y ư ừ ấ ẩ

tr ng và phung phí nắ ước trong quá trình

• Đi u ki n môi trề ệ ường acid pH b ng 3 ở ằ

cũng r t quan tr ngấ ọ

11.6.2 FBAs cho gi y ấ

• Vi c l a ch n FBA phù h p v i nh ng ệ ự ọ ợ ớ ữ

lo i có trạ ước nh tinh b t, casein, hay ư ộ

ure formandehyte resin là r t c n thi t ấ ầ ế

khi s d ng Vì có nhi u lo i có xu ử ụ ề ạ

hướng hóa vàng và do đó h p ph dao ấ ụ

đ ng tím, ch t làm sáng do đó cũng kém ộ ấ

hi u qu h n v i nh ng lo i này.ệ ả ơ ớ ữ ạ

11.6.4 FBA đ c bi t cho ặ ệ

cotton:

• Có hai lo i ch t làm sáng quan tr ng cho ạ ấ ọ

v i cotton mà không thu c lo i DAS.ả ộ ạ

• Distyryldiphenyl 11.5 là ch t làm tr ng ấ ắ

cotton chính trong quá trình gi t r a ặ ử

nh ng nó cũng đư ược dùng đ làm sáng ể

cotton trong quá trình t n tríchậ

• Nó tan nhi u trong nề ước và được

khuyên s d ng k t h p v i resinử ụ ế ợ ớ

VIII/ CH T TĂNG Ấ

TR NG CHO NYLON: Ắ

• Nylon thường được tăng tr ng b ng h p ch t ắ ằ ợ ấ

sulphonated h i gi ng v i thu c nhu m acid.ơ ố ớ ố ộ

• Lo i chính trong s các s n ph m này là lo i ạ ố ả ẩ ạ

DAST.

• D n xu t thay th nhóm methoxy có th đẫ ấ ế ể ược

ng d ng thành công cho nylon pH 4-5 T t

c các s n ph m này cho đ b n ánh sáng ả ả ẩ ộ ề

kho ng 3 trên ch t li u nylon.ả ấ ệ

• Đ b n ánh sáng c a ộ ề ủ vic-triazole 11.17 trên nylon là 4–5; trên cotton thì DAST t t h n Không gi ng nh DAST, ố ơ ố ư

vic-triazole b n v i ch t t y sodium chlorite Khi s d ng ề ớ ấ ẩ ử ụ

k t h p v i sodium chlorite trên nylon, h p ch t 11.7 cho ế ợ ớ ợ ấ

đ tr ng cao khác thộ ắ ường và đ c tính b n màu xu t s c.ặ ề ấ ắ

• 3 pyrazolines (11.26–11.28) có giá tr b n ánh sáng trong ị ề

kho ng 3-4, t t h n lo i DAST.ả ố ơ ạ Pyrazolines 11.26 và

11.27 s d ng đ c l p thì có giá tr đ b n ánh sáng ử ụ ộ ậ ị ộ ề

th p kho ng 1-2 tr ng thái ấ ả ở ạ ướt 3 pyrazolines này cho màu tr ng tông tím trên nylon, h p ch t 11.28 kém s c ắ ợ ấ ắ

tím h n 2 ch t còn l i.ơ ấ ạ

IV/ CH T TĂNG Ấ

• Len th ng vàng h n các lo i v i khác, len sau ườ ơ ạ ả

khi t y cũng d n vàng tr l i khi b chi u ánh ẩ ầ ở ạ ị ế

sáng m t tr i ho c tia UV Vì FBAs h p thu ặ ờ ặ ấ

tia UV gây nên s vàng cho lenự ố

• FBAs s d ng cho tăng tr ng len ch y u là ử ụ ắ ủ ế

DAST và pyrazolines c a lo i thu c nhu m ủ ạ ố ộ

acid D n xu t coumarin 11.32 th nh tho ng ẫ ấ ỉ ả

được s d ng cho len và cho s sáng l p lành ử ụ ự ấ

không ng , nh ng đ b n ánh sáng ch b ng 1.ờ ư ộ ề ỉ ằ

11.10.Ch t tăng tr ng cho ấ ắ

s i polyester ợ

• FBA b n trong môi trề ường ch t t y tr ng NaCl H u ấ ẩ ắ ầ

h t các FBA dùng đ làm sang polyester đế ể ược đ a vào ư

thi t b g i là “pad-thermosol” nhi t đ 190ế ị ọ ở ệ ộ 0 C Ở

nhi t đ cao h n nhi t đ này thì s d làm bay h i ệ ộ ơ ệ ộ ẽ ễ ơ

ch t tăng sang và gây kém năng su t.Nh ng ch t có ấ ấ ữ ấ

th phù h p s d ng n u nhi t đ cao h n 190ể ợ ử ụ ế ệ ộ ơ 0 C bao

g m:d n xu t pyrene,benzoxaxol,stiben bis ester ồ ẫ ấ

• Ch t làm tr ng cho s i polyester đi n hình có thu c ấ ắ ợ ể ộ

tính b n màu t t.Đ b n sáng thề ố ộ ề ường kho ng 5-ở ả

6,duy ch có d n xu t pyrene đ b n sang ch kho ng ỉ ẫ ấ ộ ề ỉ ở ả

2-3.Tuy nó cho 1 tông màu xanh l c nh ng v n có th ụ ư ẫ ể

s n xu t ra tông màu tr ng sáng và đây là s n ph m ả ấ ắ ả ẩ

quan tr ng.ọ

N N

d i đi u ki n hóa đ c c a ướ ề ệ ặ ủ

quá trình polime hóa và có

N

CH

CH 11.44

N N

.43

CH3 N

CH

O

N (CH3)3C

CH CH

NH2

Benzoxaxole

bazo Schiff KOH/dimethylfomamide

t=40-60

+

+

Ch t tăng tr ng cho s i ấ ắ ợ

polyester

• H u h t polyester FBA đầ ế ược được cung c p ra ấ

th trị ường d ng ch t phân tán l ng.Vì v y đòi ở ạ ấ ỏ ậ

h i nh ng yêu c u nghiêm ng t trong quá trình ỏ ữ ầ ặ

v n chuy n và bao gói và ch t phân tán đậ ể ấ ược

ch n cũng không đọ ượ ảc nh hưởng đ n thu c tính ế ộ

Ch t tăng sáng cho s i ấ ợ

acrylic

• Lo i Bạ n u dùng k t h p v i NaCl s t o ra đ sáng tr ng r t ế ế ợ ớ ẽ ạ ộ ắ ấ

cao.

• S i acrylic thợ ường được làm tr ng v i s hi n di n c a các ắ ớ ự ệ ệ ủ

acid h u c hòa tan.ữ ơ

• Các phương pháp nh pad-roll ho c pad-steam có th áp d ng ư ặ ể ụ

nh ng nó không ph bi n.H u h t các lo i s i acrylic đ u có ư ổ ế ầ ế ạ ợ ề

nhi t đ k t tinh mi n kho ng 80ệ ộ ế ở ề ả 0 C và kh năng h p ph ả ấ ụ

cũng tăng cùng v i s gia tăng nhi t đ Tuy nhiên s tăng ớ ự ệ ộ ự

nhi t đ quá m c,vệ ộ ứ ượt qua mi n gi i h n d n đ n vi c h p ề ớ ạ ẫ ế ệ ấ

ph không đ ng đ u c a FBA.ụ ồ ề ủ

• Qúa trình t y tr ng có th ch n ch t t y có tính oxi hóa ẩ ắ ể ọ ấ ẩ

NaCl ho c có tính kh nh NaHSOặ ử ư 3 k t h p v i oxalic ế ợ ớ

acid.Đi u này là c n thi t cho lo i s i Courtelle b i nó d ề ầ ế ạ ợ ở ễ

dàng b phá h y b i g c Cl.ị ủ ở ố

+

NH N

N N

CH3

11 54

+

Ch t tăng sáng cho s i acrylic ấ ợ

base

SOCl2N

N

SO 2Cl Cl

Na 2SO 3N

-+