Đề tài:
CHẤT TẨY TRẮNG QUANG HỌC
Nhóm 12:
Nguyễn Thị Phương Kiều (60501363)
Nguyễn Diệp Xuân Thảo (60502645)
Lê Trần Thùy Trâm (60503065)
Mục lục:
11.1 Giới thiệu
11.2 Cơ chế hoạt động của chất tẩy trắng huỳnh quang
11.3 Xác định giá trị của FBAs: đo độ trắng.
11.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến FBAs
11.5 Hóa học và ứng dụng FBA
11.6 Chất tầy trắng chất nền cellulose
11.6.1 FBAs cho cotton
11.6.2 FBA cho giấy
11.6.3 Điều chế DAST loại FBAs
11.6.4 FBA đặc biệt cho cotton
11.7 Chất làm trắng cho cellulose acetat và sợi triacetate
11.8 Chất tăng trắng cho nylon
11.9 Chất tăng trắng cho len
11.1 GIỚI THIỆU:
Một phần là do màu trắng làm người ta liên tưởng tới sự sạch sẽ, một phần là do lý
do về thẩm mỹ mà người ta thấy có sự tương phản trong màu sắc của đồ vật, từ lâu con
người đã tìm kiếm các phương pháp để sản xuất ra vải trắng hơn. Phương pháp tẩy oxi
hóa sợi thực vật bằng cách phơi ngoài nắng, cũng như phương pháp tẩy khử sợi động vật
bằng cách hun khói sulphur đã được biết đến hàng ngàn năm nay. Đá thiên nhiên màu
xanh như lapis lazuli được nghiền và dùng ở lượng nhỏ để che đi màu vàng vàng còn lại
của sợi sau tẩy, màu xám xám nhận được được cho là màu trắng, cách này đã được dùng
nhiều thế kỉ nay. Ngày nay, màu trắng nhận được là do kết hợp quá trình tẩy trắng hóa
học và sử dụng chất tăng trắng quang học (fluorescent brightening agents - FBAs).
Chất tăng trắng thay thế nhóm OH (Fluorescent hydroxy-substituted) là dẫn xuất
của cumarin (benzo-α-pyrone) chứa aesculetin (6,7-dihydroxy) có trong hạt dẻ ngựa,
daphnetin (7,8-dihydroxy) có trong cây thụy hương và umbelliferone (7-hydroxy) có
trong cây nguyệt quế. Năm 1929, Paul Krais là người đầu tiên nhận bằng MBA về dệt,
ông đã tiến hành thí nghiệm trên vải lanh đã tẩy trắng một nửa bởi dịch chiết nước
aesculetin-6-glucoside (11.1) từ hạt dẻ ngựa. Việc thêm ánh sáng xanh – tím vào ánh
sáng phản chiếu từ vải mang lại kết quả trắng hơn cả trắng. không may, aesculetin không
bền ánh sáng và giặt. Tuy nhiên, công việc của Krais vẫn khuyến khích người ta nghiên
cứu về lĩnh vực này và năm 1934 Paine và Radley sử dụng 4,4′-
bis(benzoylamino)stilbene-2,2′-disulphonic acid (11.2) lên giấy bạc. Dẫn xuất
bis(triazinylamino)stilbene thương mại đầu tiên được sản xuất bởi I G Farben vào năm
1940 để làm chất tăng trắng cho cotton.
Sau thế chiến thứ II, việc phát triển FBAs tổng hợp phát triển mau lẹ. Vài trăm sản
phẩm thương mại đại diện cho nhiều loại hóa chất phong phú được bán trên thị trường,
FBAs có thể chiếm khoảng 10% nhu cầu về chất liệu nhuộm. Một số sách và những bài
phê bình xuất sắc về hóa học ứng dụng và đặc tính của FBAs đã xuất hiện.
FBAs không chỉ dùng để tăng trắng cho vải sợi mà cho cả giấy, lông, nhựa. Chúng
là thành phần quan trọng của sản phẩm giặt tẩy trong gia đình. Những mảng ứng dụng
đặc biệt hơn bao gồm tia laser, tinh thể lỏng và phẩm màu sinh học. Nhưng ứng dụng
quan trọng nhất vẫn là của FBAs, tuy nhiên, chỉ ứng dụng trong vải sợi và giấy.
FBA hấp thu tia cực tím, phát ra ánh sáng trong vùng xanh – tím cho quang phổ
thấy được và tồn tại độc lập với chất nền. Sản phẩm có thể được sử dụng mà không có
hiệu ứng bề mặt không mong muốn như sự hãm màu và sự giảm độ nhạy ánh sáng theo
sau đó. Nguyên liệu đã được xử lý có thể giữ đặc tính của nó trong suốt quá trình sử dụng
và dưới điều kiện sống. Để có những thành công về thương mại, sản phẩm cũng cần có
giá cả hấp dẫn và ứng dụng tiện lợi, thực tế. Sản phẩm trên thị trường và chất tăng trắng
hoạt tính không được gây độc và gây hại cho môi trường.
11.2 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA CHẤT TĂNG TRẮNG HUỲNH QUANG:
Tất cả thuốc nhuộm đều hấp thu ánh sáng. Thuốc nhuộm huỳnh quang phát lại năng
lượng đã bị hấp thu dưới dạng ánh sáng có bước sóng dài hơn. FBA là một chất huỳnh
quang hóa học hấp thu ánh sáng trong vùng UV và phát ra ánh sáng xanh – tím. Một FBA
điển hình thể hiện khả năng hấp thu cực đại ở bước sóng 340 – 380nm và phát ra ánh
sáng thấy được ở bước sóng 425 – 450nm.
Khi hiện diện trên vải nền, một FBA hiệu quả sẽ làm tăng sự phản chiếu rõ ràng của
các phần tử nằm trong vùng xanh – tím của dải phổ. Nguyên liệu đã được xử lý phát lại
ánh sáng trong vùng thấy được nhiều hơn mẫu chưa được xử lý do đó xuất hiện hiệu ứng
“trắng hơn cả trắng”. Hiệu ứng này thể hiện trong hình 11.1, hình cho thấy tầm quan
trọng của việc chuẩn bị vải nền để nó sáng hơn. Đường C là độ phát xạ của mẫu chưa tẩy
vết bẩn. Nhờ xử lý bằng FBA chất liệu này sáng hơn. Mẫu đã xử lý (đường D) sáng kém
hơn mẫu đã tẩy mà chưa làm sáng (đường A) và sáng kém hơn nhiều mẫu đã tẩy trắng và
làm sáng (đường B). Trong vài trường hợp, việc tẩy trắng và làm sáng có thể được thực
hiện đồng thời.
Một FBA hiệu quả phải hấp thu mạnh tia cực tím và phát lại năng lượng thu nhận
được dưới dạng ánh sáng nhìn thấy, vì vậy nó phải có hiệu ứng huỳnh quang mạnh. Mặc
dù huỳnh quang có thể xuất hiện từ hợp chất hữu cơ có liên kết α, sự phát huỳnh quang
mạnh là do kết hợp với electron liên kết π. Vì vậy, tất cả FBAs đều chứa một lượng đáng
kể nối đôi liên hợp.
Quá trình xuất hiện khi hấp thu và phát huỳnh quang được biểu thị trên hình 11.2.
S
0
, S
1
, S
2
, …được gọi là trạng thái độc thân (singlet) vì tất cả các electron đều cặp đôi; T
1
,
T
2
, …gọi là trạng thái cặp ba (triplet) vì có 2 electron chưa cặp đôi. Mức năng lượng cơ
bản (S
0
) và mức năng lượng kích thích (S
1
, S
2
, …) được chia thêm thành các mức năng
lượng dao động và năng lượng quay. Mức năng lượng dao động được thể hiện trên hình
11.2. Sự khác biệt giữa các mức năng lượng quay là rất nhỏ và có thể bỏ qua.
Khi FBA hấp thu một photon lượng tử, một electron bứt ra khỏi mức cơ bản và
chuyển lên trạng thái kích thích (S
1
, S
2
, …). Chuyển mức từ trạng thái singlet lên trạng
thái triplet là chuyển mức cấm theo cơ học lượng tử. Sự hấp thu xuất hiện khi phân tử ở
trạng thái cơ bản, mức năng lượng quay của trạng thái hoạt động đạt đến bởi sự hấp thu
được quyết định bởi mức giá trị E (E = hc/λ, với h là hằng số Planck, c là tốc độ truyền
ánh sáng trong chân không, λ là độ dài sóng). Các mức năng lượng dao động rất gần nhau
và dễ mất (trong vòng 10 – 12s) trước khi sự phát huỳnh quang xảy ra, khi phân tử từ
mức năng lượng dao động thấp nhất của trạng thái kích thích (S
1
) quay trở về mức năng
lượng dao động của trạng thái cơ bản (S
0
) thì phát ra 1 photon. Thời gian sống của huỳnh
quang khoảng 10
–9
s. Năng lượng cũng có thể bị mất từ trạng thái singlet kích thích mà
không phải do phát xạ (sự di chuyển nội bộ - internal conversion) hay sự di chuyển cấm
trong hệ thống (intersystem crossing) qua trạng thái triplet. Trạng thái triplet cũng có thể
xảy ra sự mất năng lượng, do chuyển về mức cơ bản (S
0
) làm xuất hiện hiện tượng phát
lân quang hay do intersystem crossing. Sự phát lân quang luôn luôn xuất hiện ở bước
sóng dài hơn sự phát huỳnh quang bởi vì sự khác biệt năng lượng giữa T
1
và S
0
nhỏ hơn
giữa S
1
và S
0
. FBAs không ngăn chặn sự phát lân quang.
Sự hấp thu điển hình và phổ huỳnh quang được thể hiện trên hình 11.3. Vì năng
lượng mất đi ở trạng thái kích thích (S
1
) trước sự phát lân quang nên cực đại phát xạ luôn
luôn xuất hiện ở số sóng thấp hơn cực đại hấp thu. Sự khác nhau đó được thể hiện bởi
khoảng cách Stokes (Stokes shift), được tính gần đúng từ quang phổ hấp thu sử dụng quy
luật Pestemer. Quy luật này chỉ ra rằng Stokes shift gấp 2.5 lần một nửa độ rộng dải tần
(mức chênh lệch giữa tần số cao nhất và thấp nhất) ở cực đại hấp thu.
Vì những lí do sau mà Stokes shift của một FBA không nên quá lớn:
+ Độ dài sóng hấp thu của FBA trong vùng nhìn thấy càng lớn, phần năng
lượng mặt trời trên bề mặt trái đất có sẵn cho sự kích thích huỳnh quang càng lớn
và sự phát huỳnh quang tiềm ẩn càng lớn. FBA với Stokes shift khoảng 60nm hoặc
ít hơn sẽ có đỉnh hấp thu ở 370nm hoặc dài hơn và vẫn thể hiện sự phát huỳnh
quang cực đại ở khu vực màu xanh của dải phổ.
+ Mặc dù phổ hấp thu và phát xạ huỳnh quang không luôn luôn cân xứng,
Stokes shift nhỏ hơn giảm cơ hội phát huỳnh quang trong vùng màu xanh và màu
vàng của phổ. Huỳnh quang màu xanh hay vàng xanh giảm sự trắng.
Một phương pháp có thể sử dụng để dự đoán độ rộng dải tần của phân tử tạo sắc
hay FBAs là thuyết PPP–MO (section 1.5). Nó căn cứ trên mối quan hệ thẳng hàng được
chỉ ra bởi quy luật Pestemer. Do đó giá trị Stokes shifts lý thuyết được tính bởi phương
pháp PPP–MO và liên quan đến độ rộng dải tần. Thông số MO đòi hỏi cho các dải hấp
thu điển hình khác nhau đã được phát triển để sử dụng trong tính toán này. Sự tương quan
hợp lý giữa dữ kiện một nửa độ rộng dải tần tính toán và kinh nghiệm cho thấy rằng có
thể dự đoán tông màu và cường độ màu.
Hiệu suất lượng tử của sự phát huỳnh quang của phân tử được quyết định bởi tỉ lệ
tương đối giữa sự phát huỳnh quang, internal conversion and intersystem crossing đến
trạng thái triplet. Cho đến nay người ta đã có thể dự đoán những tỉ lệ này. Do đó, trong
khi có thể tính toán độ dài sóng lý thuyết ở cực đại hấp thu và cực đại phát xạ huỳnh
quang của phân tử hữu cơ, ta vẫn có thể dự đoán cấu trúc phân tử nào sẽ phát xạ huỳnh
quang mạnh hơn. Thiết kế của FBAs mới vẫn căn cứ trên kinh nghiệm cộng với sự
nghiên cứu của các nhà hóa học.
11.3 XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ CỦA FBAs: ĐO ĐỘ TRẮNG
Hầu hết sợi tổng hợp đều được dùng để bán, hàng hóa trắng được làm sáng tại xí
nghiệp và sợi trắng hầu hết được giặt với chất tẩy có chứa cellulose tồn tại độc lập với
FBAs. Để đánh giá một FBA cần phải có tiêu chuẩn đánh giá và đo độ trắng của nguyên
liệu đã xử lý. Thước đo cường độ huỳnh quang của vải đã xử lý FBA cung cấp thêm
thông tin hữu ích.
Sự đánh giá độ trắng bằng mắt là rất chủ quan. Nhiều nhân tố như độ tuổi, giới tính,
năng lực tri giác và thậm chí là tông màu của vật liệu trắng đều ảnh hưởng đến người cảm
nhận, giúp quyết định sự ưu tiên cá nhân lên sắc đỏ-tím hay lục-lam của màu trắng.
Dụng cụ đo độ trắng là chủ đề có nhiều nghiên cứu. thước đo là nhân tố cần thiết để
ta không mơ hồ khi đánh giá độ trắng và sắc thái màu sắc của chất nền huỳnh quang.
Điều quan trọng khi tìm kiếm sự tương quan tốt giữa các dụng cụ khác nhau là cần phải
thử nghiệm. Nhiều cố gắng đã chứng minh rằng có thể điều chỉnh các dụng cụ hiện đại sử
dụng để đo đặc tính quang học của mẫu giấy đã xử lý tăng trắng quang học để đồng ý đưa
đến một độ lệch bình phương tiêu chuẩn cho một đơn vị độ trắng CIE.
Nhiều công thức xác định độ trắng (W) đã được đề xuất. Tất cả đều dựa trên không
gian màu CIE và các giá trị X, Y, Z. Ba trong số các phương pháp đó là Berger (Công
thức 11.1), Stensby (Công thức 11.2) and công thức CIE 1982 (Công thức 11.3):
W= 3B + G - 3R (11.1)
W= L+3a – 3b (11.2)
W= Y + 800(x
n
– x) +1700(y
n
– y) (11.3)
Các giá trị R, G, B của công thức Berger được xác định bởi thiết bị đo màu 3 kích
thích liên quan đến các giá trị kích thích X, Y, Z của hệ thống CIE. Công thức Stensby sử
dụng kết hợp các giá trị kích thích L, a, b của hệ thống Hunter. Trong công thức CIE
1982 x
n
và y
n
là thông số kết tủa màu của nguồn sáng D
65
( góc quan sát chuẩn 2° hay
10°).
Không gian màu CIE cung cấp thông tin về tông màu trắng, tại điểm gần điểm kết
tủa màu D
65
cho đến loạt dải song song tương ứng với sự đa dạng của tông màu trắng.
Nguyên tắc được trình bày ở hình 11.4. Theo như hệ thống này thì một màu trắng trung
lập có giá trị sắc thái (NU) bằng 0. Bóng xanh hơn có giá trị trong khoảng 0 và +5, bóng
tím có giá trị trong khoảng 0 và -5. Gía trị NU có thể tính được từ dữ kiện độ kết tủa màu.
Gía trị điển hình cho kết quả tương ứng với đánh giá của người quan sát chuẩn trong
công thức 11.4 :
NU= -1132x + 725y + 115.45 (11.4)
Mẫu đã được làm sáng dùng cho kiểm tra phải được chuẩn bị kĩ lưỡng và phải chú
ý kĩ đến thiết bị đo đạc và tình trạng của dụng cụ nếu muốn có kết quả đáng tin cậy.
Đối với một người quan sát trung bình, một mẫu trắng đã làm sáng với nồng độ
FBA thấp sẽ cho tông màu hơi xanh tương ứng với bước sóng trội hơn trong vùng lân cận
467nm. Vì lượng FBA hiện diện trong vải nền làm tăng sự thay đổi tông màu. Đầu tiên
mẫu có thể trở nên sáng tím hơn nhưng khi đạt được độ trắng cao nhất có thể thì có sự
thay đổi tông màu dễ nhận thấy sang tông màu xanh cho đến khi mẫu dư FBA, độ trắng
giảm và vật liệu nhận được có màu trắng hơn. Hiệu ứng điển hình được trình bày trên
hình 11.5.
Trong công nghiệp, việc so sánh độ mạnh của hai FBA thường xuyên được yêu cầu.
Khi cả hai chất tăng trắng cùng chứa một hoạt chất giống nhau, hay khi chúng mang lại
tông màu trắng gần giống nhau thì việc so sánh ít khó khăn. Khi hai sản phẩm mang lại
bóng màu trắng khác xa nhau, việc so sánh trở nên vô nghĩa. Một ví dụ được trình bày
trên hình 11.6
Tại nồng độ thấp, có mối quan hệ gần như tuyến tính giữa độ trắng và logarit của
nồng độ FBA/một đơn vị khối lượng vải nền. Nếu hai FBA có tông màu gần giống nhau
thì các đường biểu diễn gần như song song và dễ dàng cho tính toán. Tuy nhiên, nếu hai
FBA cho tông màu khác nhau, quan hệ trên thay đổi tùy theo độ trắng, sản phẩm cho tông
màu xanh hơn có hiệu quả cao hơn ở nồng độ thấp.
Phương pháp đo độ trắng được thiết lập tốt nhưng so sánh bằng mắt vẫn giữ vai trò
quan trọng, thậm chí trong phòng thí nghiệm được trang bị tốt. Phương pháp so sánh,
trong đó người quan sát được đưa cho nhiều mẫu đã xử lý FBA để đưa ra quyết định mẫu
nào sáng hơn. Tổng điểm số rõ ràng có thể được sử dụng để đo độ trắng va kết quả được
thể hiện bằng đồ thị trên hình 11.7. Mặc dù tốn thời gian để so sánh nhưng kết quả thu
được có thể xem là đáng tin cậy và thường có tương quan tốt với phương pháp so sánh
dựa trên công thức xác định độ trắng CIE.
11.4 NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN FBA:
Ngoài nhu cầu có giá thành hiệu quả, một FBA tốt phải có khả năng sản xuất được mức
độ màu trắng cao. Khi lượng FBA trên chất nền tăng, độ trắng tăng cho đến khi đạt giá trị
cao nhất (hình 11.6). Tăng thêm FBA sẽ làm giảm độ trắng. Trên polyester cái giãm độ
trắng với việc tăng nồng độ FBA rõ ràng không kèm theo sự giảm trên tổng lượng phát
huỳnh quang [27]. Trên cotton khi giảm cả độ trắng và tổng huỳnh quang phát ra, độ
trắng cũng giảm trước đó trong huỳnh quang. Nói chung, lý do chính của việc giảm độ
trắng với tăng nồng độ FBA là do tăng sự kết tụ FBA trên chất nền và kết quả là có một
bước nhảy trong màu sắc của huỳnh quang. Kết quả được trình bày trong hình 11.8.
Không ngạc nhiên một điều là những FBA mà cho màu lục nhạt ở nồng độ dưới nồng độ
trắng cao nhất sẽ có xu hướng tạo ra màu trắng tối đa cao hơn những cái cho màu tím.
Những nhân tố khác như tính thực thể cũng rất quan trọng. Ngày nay có những phần
mềm vi tính chuyên dùng để hỗ trợ chọn FBA phù hợp nhất với từng loại sợi cụ thể sử
dụng những quy trình công nghệ có trong bất kỳ công việc cho trước nào.
Có mặt muối và chất phụ gia có thể có ảnh hưởng quan trọng đến sự thể hiện của một
FBA. Những ion kim loại chuyển hóa như sắt và đồng có thể có tác dụng ngược đến sự
phát huỳnh quang, nhưng có thể kiểm soát được bằng cách sử dụng cách chất poly
photphate hay EDTA, những tác nhân chelat hóa. Những muối khác, ngay cả natri sulfat
hay natri clorua, đều có thể tăng cường sự phát huỳnh quang của FBA trong dung dịch.
Ngoài những hiệu ứng cơ bản như chất điện phân trong lực đẩy tĩnh điện giữa anion FBA
và bề mặt vật mang ngược dấu cellulose. Ảnh hưởng của chúng lên độ trắng của tác nhân
nền tăng trắng còn chưa rõ ràng.
Điều không ngạc nhiên là chất hoạt động bề mặt đón một vai trò quan trọng trong sự phát
huỳnh quang của FBA trong dung dịch. Hiệu ứng này gắn liền với nồng độ micel của
chất hoạt động bề mặt và có thể được xem như là một hiệu ứng đặc biệt của dung môi.
Chất HĐBM anion hầu như không có hiệu ứng gì lên sự thể hiện của FBA anion trên vải
cotton, nhưng chất HĐBM nonion thì có thể có ảnh hưởng tiêu cực và tích cực đến độ
trắng của chất nền cần xử lý. Chất hoạt động bề mặt cation thường có hiệu ứng không tốt,
nhưng không phải lúc nào cũng như vậy. Không có một quy luật nào và mỗi trường hợp
lại phải xem xét riêng.
Ảnh hưởng của chất phụ gia cần được xem xét kỹ lưỡng dưới một mức nào đó khi đưa
FBA ra thị trường. Công thức lỏng thường có tầm quan trọng thương mại đáng kể và
thường sử dụng dung môi như ethylene glycol, poly ethylene glycol và alkoxylate
alkylphenol đẻ đạt được dung dịch ổn định. Chất HĐBM có thể giúp ổn định hỗn hợp
FBA nhựa thông lỏng nhưng trong một số trường hợp khác chúng có tác dụng ngược đến
sự thể hiện của những công thức này, không chỉ trong khả năng làm trắng nền mà còn
trong cách sử dụng cơ cấu tăng trắng mong muốn. Ví dụ như nylon được làm trắng từ
phương pháp pad-themosol dùng một chất lỏng có chứa một lượng lớn polymer
alkoxylate không thể dùng như là chất nền cho in màu nếu không được rửa trước. Nếu
không rửa, mực sẽ khuếch tán.
Thuốc nhuộm màu tím hay màu tím xanh được dùng kết hợp với FBA để có mục đích
che bóng. Những loại thuốc nhuộm che này được sử dụng một cách dè sẻn không quá 2%
lượng FBA sử dụng. Chúng quan trọng đặc biệt khi vật liệu cần làm trắng có màu vàng
nhẹ. Những thuốc nhuộm che này chuyển màu vàng nhạt của nền sang màu xám, tăng
hiệu quả của FBA. Những hiệu quả này là đáng kể. Có thể sử dụng nhiều loại thuốc
nhuộm màu tím hay màu tím xanh. Ví dụ điển hình là những tinh thể màu tím (CI Basic
Violet 3) để làm trắng giấy hoặc cotton, CI Disperse Violet và CI Violet Acid 43 được
dùng để làm trắng cotton. Thuốc nhuộm phân tán cũng được chọn để che với FBA phân
tán trên polyester hoặc với FBA cơ bản trên sợi acrylic.
Thêm một ít thuốc nhuộm che vào cotton màu vàng nhạt thường thuận tiện vì chất nền
bắt đầu được rửa trong suốt vòng mặc-rửa. Công thức chất tẩy rửa có chứa FBA mà có
hiệu quả với cotton và mất một lượng thuốc nhuộm che trong quá trình rửa thì không có
hiệu quả đáng kể nào đến độ trắng nhìn thấy được của vật. Thuốc nhuộm che được dùng
hạn chế với vải cotton được tẩy trắng tốt và chuẩn bị kỹ lưỡng. Tầm quan trọng của mức
độ trắng cố hữu của vải cotton trong việc quyết định hoàn thành quy trình công nghệ của
nó được nhấn mạnh. Hiệu quả của việc cấp nhiệt khô cho sợi cotton tẩy trắng peroxide
dùng cất tẩy trắng đa dạng đã được nghiên cứu. Quang phổ học được dùng để phân tích
nguồn gốc của nhiệt hóa vàng.
FBA khi dùng kết hợp với chất khác có thể cho hiệu quả kết hợp. Hiện tượng kết hợp
này, trong hiện tại chỉ tăng tính thương mại đối với chất làm trắng polyester. HIện tượng
này sẽ được thảo luận xa hơn ở 11.10. Ngược lại, hiện diện một tạp chất trong công thức
FBA có thể giảm đáng kể tác dụng của nó. Trong thí nghiệm công nghiệp, người ta bỏ ra
nhiều thời gian và công sức để giảm thiểu lượng tạp chất cho đến hết hoàn toàn .
11.5 HÓA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA FBAs:
FBA được ứng dụng cho mọi loại chất nền. Vì vậy có nhiều loại FBA để ứng dụng cho
vật liệu cellulose, với sự có mặt của muối, các loại anionic ứng dụng cho nylon hay len
thêm vào các loại acid, cationic cho sợi acrylic, loại phân tán cho polyester, v.v… Chất
làm trắng như CI Fluoresent Brightener 104 (11.4) trên nguyên tắc được trộn với len hay
sợi cellulose bằng phản ứng của nhóm ái nhân trong chất nền đã được báo cáo nhưng
chưa bao giờ đạt được tính thương mại quan trọng. Những FBA mà trong dạng phản ứng
có sự giảm phát huỳnh quang bởi vì những nguyên tử halogen không ổn định dẫn đến dập
tắt. Thủy phân hay phản ứng với sợi thường đi kèm với sự tăng phát huỳnh quang nhưng
bước sau đó là cần thiết để bảo đảm rằng tất cả chất hoạt động chloro thay thế phải được
loại ra khỏi FBA hấp phụ bởi chất nền. Mặc dù công thức hóa học của FBA rất nhiều và
đa dạng, dĩ nhiên chúng có chứa một vài hệ π electron mở rộng.
11.6 CHẤT LÀM TRẮNG CHẤT NỀN CELLULOSE:
Những FBA sớm nhất được ứng dụng cho giấy. Ngay cả ngày nay, những chất tẩy trắng
hiện có trên thị trường cũng phần lớn được ứng dụng cho cellulose.
11.6.1 FBAs cho cotton:
Chất làm trắng dùng cho cotton được sử dụng tương tự như thuốc nhuộm trực tiếp. Loại
phổ biến nhất là dẫn xuất triazinyl của triaminostillbebesulphonic acid (DAS) trong công
thức chung 11.5, trong đó M là một kim loại kiềm, amoni hay ion alkyl amoni. Vd cho
nhóm R
1
và R
2
trong bảng 11.1. Hầu hết các nhà cung cấp FBAs trên thị trường đều gọi
DAS là chất làm trắng. Những sản phẩm loại này thỉnh thoảng được bán vì các nhà cung
cấp cần đáp ứng một vài thứ khác do yêu cầu thị trường, hoặc để tránh bằng sáng chế của
đối thủ cạnh tranh, hơn là do nhu cầu kỹ thuật thật sự.
(hình trang 772)
DAS (11.7) được tổng hợp từ 4 – ninotoluene – 2 – sulfonic acid (11.6) bằng sơ đồ như
11.1. Một yếu tố quan trọng cho việc chuẩn bị chất làm trắng DAST trong bước tinh chế
cần thiết để có sản phẩm tốt đó là tinh chế những DAS sử dụng như vật liệu ban đầu. Tại
thời điểm mà DAS có chứa lượng azoxy vàng như 11.8 cao đáng kể, những cái tạo thành
những thành phần chính của thuốc nhuộm lỗi thời Sun Yelw (CI direct yellow 11) tạo
thành từ cắt giảm riêng phần và tự ngưng tụ 11.6. Ngày nay những nhà sản xuất chính
cung cấp DAS hoàn toàn miễn phí từ những tạp chất không mong muốn.
Gần như việc cho một danh sách các FBA như loại 11.5, những loại đã xuất hiện trên thị
trường từ khi chúng được nghiên cứu thành công vào năm 1940 là điều không thể. Nhưng
một vài sản phẩm thương mại quan trọng có trong bảng 11.1. Những sản phẩm ít tan
trong nước hơn thường được sử dụng phổ biến hơn trong quá khứ như là chất làm sáng
cho công thức tẩy rửa và nhìn chung được sử dụng làm sáng cotton bằng quá trình tận
trích. Càng tan nhiều, thường càng ít những loại sử dụng đệm để tiếp tục làm sáng.
Khi nhóm R1 và R2 (như trình bày trong bảng 11.1) đều có dẫn xuất từ amin, những thay
đổi nhóm amin không ảnh hưởng nhiều đến màu trắng đạt được. Nhìn chung những sản
phẩm này có màu bóng tím trắng và kỹ thuật điều chỉnh chính cho những cấu truc khác
nhau tồn tại trong lớp này những mức độ tồn tại khác nhau. Những hợp chất trong bảng
11.1 khi R2 là methoxyl cho một lớp tím khác biệt. Những sản phẩm này đều có những
giá trị bền ánh sáng trong khoảng 3 – 4 đối với cotton.
Chín DAST loại FBA, bao gồm 6 trong số đó có kê ở bảng 11.1, được tận trích trên vải
cotton tại 2 nồng độ (0,05 – 0,5% khối lượng sợi). Giá trị tận trích, cường độ
Flourescense và độ trắng được quyết định, khi có 0,05 o.i.f như trong bảng kết quả 11.2 ở
nồng độ thấp là dễ dàng hơn những so sánh tỉ mỉ giữa các FBAs vì fluorescence tự tắt và
tính biến động tận trích ở mức độ cao. Công thức có chứa nhóm disulfonat aniline nối với
nhóm diethylamino hay nhóm morpholino qua đường triazine có tính tan cao, độ tận trích
thấp, và tăng cường độ trắng, cường độ fluorescence. Ngược lại, kết hợp unsulfonate
aniline và nhóm thế methoxy mang lại giá trị fluorescence và độ trắng cao thay vì chỉ có
tận trích trung bình, đặc biệt là ở nồng độ cao hơn.
Những sợi đã xử lý được phơi sáng nhiều lần và mất một lượng cường độ fluorescence
như trong bảng 11.3. Tính bền quang cao hơn có được là do anilinotriazin chưa được
sulfonat hóa, đặc biệt nếu kết hợp với nhóm thế alkoxyl. Sự kết hợp kém ổn định nhất là
nhóm disulfonat aniline với diethyl amino hoặc morpholino, có độ tận trích kém và độ
trắng thấm theo bảng 11.2. Và theo bảng sau, sự hiện diệm của monosulfonat aniline và
hydroxyalkylamino trong vòng triazine sẽ cho ra kết quả tính thể hiện trung bình.
Một nghiên cứu tỉ mỉ về tính bền quang của DAST – một loại tác nhânCI Fluorescence
Brightener 85 trên màng giấy bóng kiếng cellophane đã được tiến hành gần đây. Phản
ứng giảm nồng độ đầu tiên là phản ứng đồng phân hóa trans – cis nhạy quang của nhóm
stillben. Chất oxi hóa tấn công vào phân tử tập trung vào liên kết ethylene dễ bị tổn
thương tại trung tâm của nửa này.
Dẫn xuất được thay thế trianize của DAS thường được chọn cho vải cotton. Ở điều kiện
pH axit (xấp xỉ 4) FBA phải cho thấy sự kháng cự của nó đối với chất xúc tác (thường là
magie clorua). Những sản phẩm trong nửa sau của bảng 11.1 rất quan trọng và là những
hợp chất dạng 11.9 khi R là O-CH3 hay CH3-N-CH2-CH2-OH. Nó giống như nhóm
hydroxyethylamino có mặt trong nhiều hợp chất có trong phản ứng ngưng tụ với nhóm
N-methylo trong phản ứng cellulose nhựa thông. Tính chất của FBA thể hiện trong liên
kết với nhựa thông có thể thay đổi và phát triển bằng những tổng hợp cẩn thận. Một cách
khác, FBA có thể áp dụng theo 2 bước riêng biệt, hầu hết các loại làm sáng DAST đều có
thể áp dụng theo cách này.
Bảng 11.2 trang 774
11.6.2 FBA cho giấy:
Ngành công nghiệp giấy là ngành công nghiệp lớn thứ hai dùng FBA sau ngành công
nghiệp tẩy rửa. Hầu hết những sản phẩm ứng dụng trong ngành giấy đều là loại DAST.
Giấy có thể được làm sáng trong suốt quá trình chuẩn bị. FBA được cho vào bột chuẩn bị
làm sáng trước khi tờ giấy đặt nằm xuống, hoặc trong quá trình chỉnh sửa kích thước.
Gần 1/3 tổng lượng FBA sử dụng cho bột giấy và 2/3 điều chỉnh kích cỡ. Một chất FBA
được chọn thêm vào bột giấy phải bền ở nhiệt độ thấp, nếu không sẽ có lượng dư thừa
chất tẩy trắng và phung phí nước trong quá trình. Điều kiện môi trường acid ở pH bằng 3
cũng rất quan trọng. Chất làm đầy sử dụng trong bột giấy như đất sét Trung Quốc, phèn,
đá phấn, có thể làm mất lượng phát huỳnh quang, loại và lượng FBA thêm vào sẽ điều
chỉnh được.
Việc lựa chọn FBA phù hợp với những loại có trước như tinh bột, casein, hay ure
formandehyte resin là rất cần thiết khi sử dụng. Vì có nhiều loại có xu hướng hóa vàng và
do đó hấp phụ dao động tím, chất làm sáng do đó cũng kém hiệu quả hơn với những loại
này.
Lựa chọn FBA và các phương pháp ứng dụng của chúng cho các loại giấy rất phức tạp.,
và được xem như là một môn nghệ thuật trong lĩnh vực khoa học. Ví dụ một chất FBA
quan trọng được kê ở bảng 11.4, loại quan trọng sử dụng trong ngành giấy là loại 11.5.
Bảng 11.4 trang 776
11.6.3 Điều chế DAST loại FBAs
Nguyên nhân chính cho tầm quan trọng của chất tẩy trắng DAST là do nó có thề được
điều chế thẳng từ chất trung gian rẻ tiền và có sẵn. Sản phẩm với nhiều gốc khác nhau và
cho thấy được những ứng dụng đa dạng thì dễ dàng được điếu chế theo 3 bước, tổng hợp
1 nồi bắt đầu từ axit diaminostilbenedisulphonic (DAS). Quy trình được miêu tả trong
biểu đồ 11.2.
Bằng cách chọn lọc những điều kiện phản ứng thích hợp, gốc Chloro của Cyanuric
chloride có thể được thay thế theo phương pháp từng bước. Ở bước đầu DAS phản ứng
với Cyanuric chloride trong khoảng nhiệt độ từ 0-20 độ C, mức pH lý tưởng 5-6. Ở bước
thứ hai, 1 amin hay rượu (R1H) phản ứng trong khoảng từ 20-50 độ C dưới điều kiện
trung hòa hoặc ít kiềm. Bước thứ ba xảy ra với 1 amin khác hoặc rượu (R2H) được hoàn
tất trong nhiệt độ từ 50-100 độ C tại môi trường kiềm. Những điều kiện chính xác được
chọn lọc trong bước 2 và 3 thì phụ thuộc vào bản chất của Nucleopit ăn mòn (attacking
nucleophile) (R1H và R2H), cũng như gốc sẵn có trong chất trung gian chlorotriazine.
Biểu đồ 11.2 mô tả 1 chuỗi phản ứng thông thường cho việc điều chế chất tẩy trắng
DAST. Tuy nhiên, không nhất thiết DAS phải là nucleophile cho bước đầu tiên. Theo
nguyên lý, 3 nucleophiles có thể phản ứng theo bất kỳ trình tự nào, nhưng sẽ thích hợp
hơn khi để nucleophile amin phản ứng sau cùng để tránh những điều kiện cưỡng bức
trong quá trình tách rời gốc chloro cuối cùng. Ankylamine dễ phản ứng hơn rượu, nên
phải chắc rằng alkylamine sinh ra chất dẫn xuất hydroxyalkylaminotriazine.
Cách sản xuất những chất làm trắng quan trọng có chứa nhóm alkoxyltriazine như dẫn
xuất DAS từ những chất cao nhất có trong bảng 11.1 không theo chuỗi thông thường.
Bước đầu tiên là phản ứng của cyanuric chloric với lượng dư methanol và lượng acid dư,
sử dụng natri bicacbonate. Trong môi trường acid phản ứng này có thể khác thường và
gây nguy hiểm.
Sheme 11.4 trang 778
Chuẩn bị chất làm sáng DAST có thể có những thuận lợi là tránh DAST phản ứng với
cyanuaric chloric ở bước đầu tiên. Phải cẩn thận kiểm soát điều kiện phản ứng, đặc biệt là
trong bước 1 và bước 2. Đây là điều cần thiết để tránh phản ứng thủy phân từng phần sản
phẩm phụ như 11.2 và 11.3
Loại sản phâm dẫn xuất từ DAS cũng được mô tả dưới đây nhưng phức tạp và đắt tiền
hơn những cấu trúc khác. Chúng có tính thương mại quan trọng.
Hình trang 779
11.6.4 FBA đặc biệt cho cotton:
Có hai loại chất làm sáng quan trọng cho vải cotton mà không thuộc loại DAS.
Distyryldiphenyl 11.5 là chất làm trắng cotton chính trong quá trình giặt rửa nhưng nó
cũng được dùng để làm sáng cotton trong quá trình tận trích. Nó tan nhiều trong nước và
được khuyên sử dụng kết hợp với resin, mặc dù tính ổn định của nó không rõ lắm. Nó có
những ứng dụng khác trong việc làm sáng hỗn hợp polyester/cotton hay nylon/cotton. Cả
hai loại hợp chất nylon/cotton trộn lại được làm trắng và trên polyester/cotton thành phần
cellulosic được làm trắng mà không cần phải có bất kỳ quá trình nhuộm của polyester
nào. Độ bền sáng của nó trên cotton là 4, là độ bền chủ yếu của chất làm sáng DAST.
Hợp chất 11.5 cũng bền với chất tẩy hypoclorit nhưng trên cotton nó có độ bền sáng giới
hạn để giặt rửa trong nước.
Sản xuất 11.15 được mô tả theo scheme 11.5
Scheme 11.5 trang 780
11.7 CHẤT LÀM TRẮNG CHO CELLULOSE ACETAT VÀ SỢI TRIACETAT:
Sợi cellulose acetat và triacetate được làm trắng bằng FBA phân tán bao gồn dẫn xuất của
1,3 diphenylpyrazoline (11.9). Những loại này có tính thương mại rất quan trọng. Nếu
thay thế hiệu quả, chúng có thể làm chất nền cho nhiều chất khác ngoài acetat và
triacetate. Những sản phẩm có tính thương mại quan trọng kiểu này thường được ứng
dụng cho việc làm trắng sợi nylon và sợi acrylic. Ví dụ của pyrazoline sử dụng làm trắng
acetat và triacetate bao gồm sulfonamic 11.20 va2sulphon 11.21.
Hình trang 782
Một dẫn xuất pyren (11.22) và naphtalimide (11.23) và benzoxalole của phân tử nhỏ hơn
thường được sử dụng. Hệ vòng naphtalimide có tính ổn định cao, dẫn đến sản phẩm có
tính bền sáng tốt và ổn định với chlorit. Tuy nhiên thuận lợi chính của chúng lại là hiệu
quả phát huỳnh quang thấp.
Hình trang 783
11.8. CHẤT TĂNG TRẮNG CHO NYLON:
Chất tăng trắng phân tán loại dùng cho sợi cellulose acetate, triacetate hay polyester
có thể được dùng để tăng trắng cho nylon. Tuy nhiên trong ứng dụng loại phân tán ít
được sử dụng và nylon thì thường được tăng trắng bằng hợp chất sulphonated hơi giống
với thuốc nhuộm acid. Lụa và sợi polyurethane cũng có thể được tẩy trắng bởi FBAs sử
dụng cho nylon. Loại chính trong số các sản phẩm này là loại DAST đã thảo luận trong
mục 6.3. Hai loạt DAST dẫn xuất của cấu trúc 11.5 mới được xác định giá trị gần đây,
trong đó nhóm R
1
là morpholino và nhóm R
2
là arylurea hoặc arylthiourea (11.24; Ar =
aryl). Những sản phẩm này thể hiện tính bền cao cho cả vải cotton và nylon, cặn ureido
(X = O) hay thioureido (X = S) tạo liên kết hydro với nhóm phân cực trong vải.
Chất tăng trắng tận trích cho nylon thường được kết hợp với chất tẩy khử trên nền
sodium dithionite. FBAs loại DAST quan trọng thích hợp cho quá trình này được minh
họa bằng bốn hợp chất tồn tại độc lập dùng cho cotton trong bảng 11.1. Dẫn xuất thay thế
nhóm methoxy có thể được ứng dụng thành công cho nylon ở pH 4-5. Tất cả các sản
phẩm này cho độ bền ánh sáng khoảng 3 trên chất liệu nylon. Nếu một chất tẩy không
cần thiết cho chất tăng trắng, 11.25 có thể ứng dụng cho nlon từ bể giặt kiềm. Màu trắng
tốt có thể đạt được nhưng độ bền ánh sáng của dẫn xuất tetrakis(anilino) này có thể
không đúng trên nylon.
FBAs có giá trị cao 11.15 và 11.17 đã được đề cập thì có tầm quan trọng đối với
nylon bởi vì tính bền màu tốt hơn. Trên vải cotton, cấu trúc distyryldiphenyl 11.15 bền
ánh sáng hơn DAST. Tuy nhiên, trái ngược với khi thể hiện trên cotton, nó có độ bền ánh
sáng tuyệt vời khi giặt nylon.
Độ bền ánh sáng của vic -triazole 11.17 trên nylon là 4–5; trên cotton thì DAST tốt
hơn. Không giống như DAST, vic-triazole bền với chất tẩy sodium chlorite. Khi sử dụng
kết hợp với sodium chlorite trên nylon, hợp chất 11.7 cho độ trắng cao khác thường và
đặc tính bền màu xuất sắc.
Nylon cũng có thể sáng hơn khi sử dụng một dẫn xuất anionic của 1,3-
diphenylpyrazoline như FBA 11.26, 11.27 hay 11.28. Mặc dù các pyrazolines này cho
màu trắng xuất sắc khi sử dụng trên nylon bằng phương pháp tận trích, chúng thường ít
mang lại lợi nhuận hơn DAST. Tuy nhiên, trong các phương pháp pad–thermosol hay
pad–acid shock liên tục, FBAs mang tính thương mại quan trọng.
Trên nylon, 3 pyrazolines (11.26–11.28) có giá trị bền ánh sáng trong khoảng 3-4,
tốt hơn loại DAST. Tuy nhiên độ bền ánh sáng ở trạng thái ướt thì thường thấp hơn và
pyrazolines trải qua trạng thái này nhiều hơn DAST. Pyrazolines 11.26 và 11.27 sử dụng
độc lập thì có giá trị độ bền ánh sáng thấp khoảng 1-2 ở trạng thái ướt. Nhóm chloro mất
2 electron trong hợp chất 11.28 có hiệu quả cải thiện độ bền ánh sáng, đặc biệt là ở trạng
thái ướt, nhưng tốn kém do mất mát khi hòa tan và một chút khó khăn trong tổng hợp và
sử dụng. 3 pyrazolines này cho màu trắng tông tím trên nylon, hợp chất 11.28 kém sắc
tím hơn 2 chất còn lại.
Sự mất electron tại nhóm 3,4-dichloro và vòng lactone ở vị trí 32, 42 của dẫn xuất
diphenylpyrazoline derivative 11.29 làm tăng độ bền ánh sáng ở cả trạng thái khô và
ướt.Vì thế độ bền màu của hợp chất 11.29 cao hơn các hợp chất 11.26 – 11.28 một chút ở
trạng thái khô và cao hơn đáng kể trên nylon ướt. Pyrazoline 11.29 cũng có thể cho màu
trắng lấp lánh của tông màu trắng xanh.
Dẫn xuất của 1,3-diphenylpyrazoline cũng được sử dụng để tăng trắng cho cellulose
acetate, sợi acrylic và cả nylon.
11.9. CHẤT TĂNG TRẮNG CHO LEN:
Len thường vàng hơn các loại vải khác, len sau khi tẩy cũng dần vàng trở lại khi bị
chiếu ánh sáng mặt trời hoặc tia UV. Vì FBAs hấp thu tia UV gây nên sự vàng ố cho len
FBAs sử dụng cho tăng trắng len chủ yếu là DAST và pyrazolines của loại thuốc
nhuộm acid. Dẫn xuất coumarin 11.32 thỉnh thoảng được sử dụng cho len và cho sự sáng
lấp lành không ngờ, nhưng độ bền ánh sáng chỉ bằng 1.
11.10 CHẤT TĂNG SÁNG CHO SỢI POLYESTER:
Polyester được tăng sang hiệu quả hơn bằng cách hút chân không trong thiết bị áp lực ở
nhiệt độ 125-130
0
C hoặc ở điểm sôi với sự hiện diện của chất mang.Một lượng nhỏ chất
mang được them vào để duy trì sự phẳng của sợi trong suốt quá trình ở nhiệt độ
cao,nhưng việc sử dụng chất mang cũng bị phản đối bởi những vấn đề môi trường liên
quan.
FBA bền trong môi trường chất tẩy trắng NaOCl Hầu hết các FBA dùng để làm sang
polyester được đưa vào thiết bị gọi là “pad-thermosol” ở nhiệt độ 190
0
C.Ở nhiệt độ cao
hơn nhiệt độ này thì sẽ dễ làm bay hơi chất tăng sang và gây kém năng suất.Những chất
có thể phù hợp sử dụng nếu nhiệt độ cao hơn 190
0
C bao gồm:dẫn xuất
pyrene,benzoxaxol,stiben bis ester.Nhiệt độ trong từng mẻ phụ thuộc rất nhiều vào loại
thiết bị.Các FBA cho hoạt tính tốt nhất ở khoảng nhiệt độ 160-220
0
C.Thời gian tiến hành
1 mẻ tiến hành ít hơn thì khồi lượng vật liệu đưa vào nhiều hơn,nhiệt độ cao hơn,tiêu tốn
năng lương hơn,
Chất làm trắng cho sợi polyester điển hình có thuộc tính bền màu tốt.Độ bền sáng thường
ở khoảng 5-6,duy chỉ có dẫn xuất pyrene độ bền sang chỉ ở khoảng 2-3.Tuy nó cho 1 tông
màu xanh lục nhưng vẫn có thể sản xuất ra tông màu trắng sáng và đây là sản phẩm quan
trọng.
Màu vàng của vải dệt với sự hiện diện của khí gas (NO
2
) trở nên rất quan trọng trong
những năm gần đây.Màu vàng là do sự hiện hữu của quinon từ phản ứng của O trong gốc
NO
2
và chất chống oxi hóa như là di-t-butyl-p-cresol 11.42.
C(CH
3
)
3
OH
C(CH
3
)
3
CH
3
11
.
42
Sản phẩm hỗn hợp của dẫn xuất pyrene 11.22 và 1 trong 2 chất napthalimide 11.23 và
benzoxaxole 11.35 đã được bán ra thị trường.Hỗn hợp này tăng trắng rất tốt và người ta
có thể dùng nó để đạt được độ trắng mong muốn.
N
N
N
OMe
OMe
N
O
O
OMe
OMe
11
.
22
11
.
23
HAY
N
N
N
OMe
OMe
11
.
22
O
N
CH
CH
N
O
CH
3
CH
3
11
.
35
hh tang trang tot
+
+
11.44 cấu trúc này cung cấp độ sáng với tong màu tím,màu được cho là dễ nhìn hơn tông
xanh nhạt của 11.43.Coumarin bền dưới điều kiện hóa đặc của quá trình polime hóa và có
thể kết hợp trước quá trình tạo polymer.Polyester được làm sáng với coumarin có độ sáng
lớn hơn 7,làm cho nó có tính quan trọng về mặt thương mại.
N
N
N
O
O
11
.
43
O
N
O
N
CH
CH
11
.
44
Chất quang hóa của thuốc nhuộm phân tán trên polyester sẽ bị giảm hoạt tính nếu FBA
được cho vào trước quá trình gọi là “extrusion”.FBA kết hợp lại càng nhiều thì hiệu quả
tăng sáng của thuốc nhuộm phân tán càng lớn.
Các polyester FBA có chứa nhóm benzoxaxole bắt nguồn từ o-aminophenol và
carbonxylic acid 11.45.Phản ứng bắt đầu thong qua amide trung gian và có thể thuận lợi
tiến hành bởi dẫn xuất acid như acid có chứa Cl (11.45 Y=Cl) hoặc ester (Y=OEt)
NH
2
OH
RY
O
NH
OH
R
O
O
N
R
BENZOXAXOLE
AMIDE
2
-Aminophenol
11
.
45
+
Việc tạo vòng oxazole không phải là bước cuối cùng của quá trình tổng hợp chất quang
học.Cấu trúc bất đối xứng chứa cả nhóm benzoxaxole và cầu nối ete có trong quá trình
tổng hợp chất chàm,ở đó nó có nhóm CH
3
linh hoạt sẽ phản ứng với bazo Schiff 11.12
O
N
(CH
3
)
3
C
CH
3
N
CH
O
N
(CH
3
)
3
C
CH
CH
NH
2
Benzoxaxole
bazo Schiff
KOH/dimethylfomamide
t=
40
-
60
+
+
Hầu hết những thuộc tính quan trọng của cumarin được dùng như là polyester FBA thông
qua 7-amino-3phenylcoumarin (11.46).Sự chuyển hóa cấu trúc 11.46 trung gian sang các
FBA qua nhiều cách khác nhau,2 trong số đó được trình bày ở mục 11.13
NH
2
OH
CH
CH
O
CH
3
CH
2
O
O
O
NH
2
N
N
N
O
O
xt Cu,khi tro
1
.Qt diazo hoa
2
.Tobais acid
acid Lewis,nhiet do
11
.
46
11
.
43
+
Hầu hết polyester FBA được được cung cấp ra thị trường ở dạng chất phân tán lỏng.Vì
vậy đòi hỏi những yêu cầu nghiêm ngặt trong quá trình vận chuyển và bao gói và chất
phân tán được chọn cũng không được ảnh hưởng đến thuộc tính của sản phẩm như độ bền
sáng chẳng hạn.
Để sản xuất ra loại vải trắng trước đó người ta phải tiến hành quy trình tẩy trắng trước
hoặc trong suốt quá trình FBA.Để đạt độ trắng cao thì cần dùng đến chất tăng sáng.Chất
phân tán và chất tăng sánh loại anion phải tương hợp về mặt màu sắc
11.11 CHẤT TĂNG SÁNG CHO SỢI ACRYLIC:
Chia ra 2 loại
Loại A : sản phẩm được oxi hóa bởi NaCl
Loại B: sản phẩm bền với NaCl
Loại B nếu dùng kết hợp với NaCl sẽ tạo ra độ sáng trắng rất cao.
Sợi acrylic thường được làm trắng với sự hiện diện của các acid hữu cơ hòa tan.
Các phương pháp như pad-roll hoặc pad-steam có thể áp dụng nhưng nó không phổ
biến.Hầu hết các loại sợi acrylic đều có nhiệt độ kết tinh ở miền khoảng 80
0
C và khả
năng hấp phụ cũng tăng cùng với sự gia tăng nhiệt độ.Tuy nhiên sự tăng nhiệt độ quá
mức,vượt qua miền giới hạn dẫn đến việc hấp phụ không đồng đều của FBA.
Qúa trình tẩy trắng có thể chọn chất tẩy có tính oxi hóa NaCl hoặc có tính khử như
NaHSO
3
kết hợp với oxalic acid.Điều này là cần thiết cho loại sợi Courtelle bởi nó dễ
dàng bị phá hủy bởi gốc Cl.
Loại A :
Loại này chứa chủ yếu dẫn xuất 1,3-diphenylpyrazoline như 11.50 ,11.52.
11.50 và 11.51 được bán ở dạng lỏng và cho ánh tím với độ sáng là 4 và có khả năng cho
độ trắng tốt.
CH
2
CH
2
N
N
X
Cl
tay trang oxihoa
CH CH
N
N
X
Cl
X =
SO
2
CH
2
CH
2
CONHCH
2
CH
2
NH(CH
3
)
2
X =
SO
2
CH
2
CH
2
O
CH
CH
3
CH
2
NH(CH
3
)
2
11
.
51
11
.
50
+
+
+
11.52 thì cho ánh xanh hơn và không có khả năng đạt được độ trắng như 11.50 và 11.51.
Loại B:
11.53 và 11.54 cho ánh xanh với độ sáng là 4.Tuy nhiên gần đây nó được thay thế bởi
11.55 và 11.56 bởi độ sáng của nó cao hơn 11.53 1 chút.
N
N
O
NH
N
CH
3
CH
3
+
11
.
53
N
N
O
N
N
CH
3
11
.
54
+
11.57 tạo độ sáng rấr cao với sợi acrylic với tông tím.Dẫn xuất coumarin 11.58 cho độ
bền sáng cao cũng với tông tím có thể tồn tại tốt trong vài năm.
N
N
O
CH
3
CH
3
H
3
COC
11
.
57
X
-
+
11.59 duy trì sắc xanh trắng của sợi acrylic khi kết hợp với chất tẩy trắng NaCl tuy là
kém hơn 2 sàn phẩm 11.55 và 11.56
N
N
N
O
O
CH
3
CH
3
OCH
3
+
11
.
59
X
-
Tổng hợp 11.56
NH
2
OHH
3
CO
NH
Cl
3
C
N
base
O
N
N
NH
H
3
CO
(CH
3
)
2
SO
4
O
N
N
N
H
3
CO
CH
3
CH
3
11
.
56
CH
3
SO
4
-
+
+
Tổng hợp 11.51
Cl
CH
2
CH
2
Cl
O
NH
SO
3
H
NH
2
N
N
SO
3
Na
Cl
base
SOCl
2
N
N
SO
2
Cl
Cl
Na
2
SO
3
N
N
SO
2
Na
Cl
CH
2
CHCONHCH
2
CH
2
N(CH
3
)
2
HX
N
N
SO
2
CH
2
CH
2
CONHCH
2
CH
2
N(CH
3
)
2
Cl
HCOOH
N
N
SO
2
CH
2
CH
2
CONHCH
2
CH
2
NH(CH
3
)
2
Cl
HCOO
-
+
+
+
Trường hợp không sử dụng chất tăng trắng
Không quân Mỹ không sử dụng chất tăng trắng cho quân phục của họ vì dễ dàng bị
phát hiện bởi các thiết bị chiếu sáng ban đêm khi họ thi hành nhiệm vụ
Hình ảnh sau cho thấy sự khác biệt trong việc có và không sử dụng chất tăng trắng
trong quân phục: