Înălbitori Optici

1.Introducere

Cu timpul, textilele albe îşi pierd culoarea, îngălbenindu-se. Aceasta problemă poate fi soluţionată conform metodelor :

-Folosind substanţe chimice pentru înălbire, cum ar fi hipoclorit sau peroxid. În acest caz, este posibilă degradarea fibrelor textile sau mixarea culorilor.

-Folosind mici cantităţi de agenţi de colorare albaştrii, care vor absorbi tenta de galben, iar datorită materialului galben, textilele vor fi percepute ca fiind albe;

-Folosind compuşi fluorescenţi, care vor absorbi lumina ultra-violetă şi vor converti energia emisă în lumină vizibilă de lungime de undă (λ) mai mare. Astfel, o tentă galbenă poate fi corectată prin emiterea unei cantităţi corespunzătoare de lumină albastru – violet, dată de compusul fluorescent. Puterea de emitere a compusului fluorescent depinde de prezenţa luminii ultra violet.

Conform lui Krais, prima dată când s-a utilizat un compus fluorescent pentru materiale textile albe, a fost în anul 1929, dar nu s-a comercializat până în 1940.

Agenţii de înălbire optici au fost atât citaţi în litereatura de specialitate, cât şi folosiţi comercial. Cele mai comune denumiri de produse întâlnite în comerţ sunt :

•Blankofor (FBY)

•Calcofluor (ACY)

•Fluolite (ICI)

•Leucofor (S)

•Tinopal (GY)

•Uvitex (Ciba)

2.Generalităţi

Înălbitorii optici – agenţii de înălbire sau înălbitorii fluorescenţi, cum mai sunt cunoscuţi (OBAs, FBAs, FWAs) – fac parte din clasa coloranţilor funcţionali şi sunt extrem de folosiţi la fabricarea hârtiei, revistelor, ambalajelor, produselor reciclate, detergenţilor, materialelor textile, de plastic, produselor cosmetice, cremelor de pantofi, produselor din ceară şi picturilor.

Cum o spune şi numele lor, înălbitorii optici sunt destinaţi înălbirii unor substanţe, materiale, pe baze optice, fizice, care ţin de fenomene luminoase şi vizuale, sau mai bine spus, de fluorescenţa structurilor lor.

Conform estimărilor, în anul 2008 consumul mondial de înălbitori optici a ajuns la 300,000 de tone, reprezentând o creştere cu 5% faţă de 170,000 de tone, cât era consumul mondial în 1997.

Ponderea înălbitorilor optici în producţia mondială de coloranţi reprezintă aproximativ 5%, corespunzător celor 400 de produse comerciale cu structuri diferite între ele.Jumătate din producţie este destinată detergenţilor deoarece aproape fiecare detergent comercial conţine unul sau mai mulţi înălbitori, în procente cuprinse între 0,05% – 0,3%.

Un rol proeminent îl are folosirea înălbitorilor în industria de fabricare a hârtiei. Chiar dacă se doreşte înlocuirea chimicalelor cu fibre reciclate, materialul obţinut nu este deloc alb. Aici intervine înălbitorul optic, care asigură hârtiei albul imaculat, acţionând asupra tentei de galben/crem.

Referitor la aplicarea în industria textilă, la finisarea materialelor textile, la înălbirea în masă a hârtiei, înălbitorii optici se aduc pe sau în substrat într-o concentraţie, de regulă, sub 1%, raportat la greutatea materialului.

Trebuie precizat că înălbirea optică este precedată de înălbirea chimică bazată pe reacţii de oxidare şi/sau reducere.

Se specifică interzicerea utilizării înălbitorilor optici în procesele de fabricare a materialelor de securitate: bancnote, piese de arta, de fotografie.

Cei mai importanţi producători mondiali de agenţi de înălbire sunt:

•Clariant (pentru Leucofor)

•Kemira (pentru Blankofor, iniţial produs de Bayer)

•BASF (pentru Ultrafor, Tinopal preluat de la Ciba)

•Eastman (pentru Eastobrite)

Pentru fabricarea tuturor acestor produse, sursa principală de materii prime şi stocul de substanţe chimice rămâne China. Cererea de produse se extinde pe majoritatea continentelor: Asia, Europa şi Orientul Îndepărtat.

Structura de principiu al unuia dintre cei mai importanţi compuşieste:

Fig: Sarea de sodiu a acidului 4, 4’ – diamino-stilben – 2, 2’- disulfonic

Acest compus este unul de tip stilbenic, în care A, A’ sunt grupe electroatrăgătoare, identice sau diferite (acil, triazinil). Există şi cazuri în care grupele A, A’ împreună cu grupele NH construiesc resturi heterociclice triazolice pe jumătate de structură.

Alături de derivaţii compusului menţionat, se mai comercializează:

a)derivaţi ai etenei 1, 2 – disubstituite cu resturi aromatice şi/sau hetero-aromatice, care se utilizează în special ca aditivi la filarea în topitură a fibrelor artificiale;

Fig: Derivat de tip etenă disubstituită

b)derivaţi cumarinici, mai ales cei cu grupe cationice, care se folosesc pentru fibre hidrofobe (poliacrilonitril);

Fig: Derivat cumarinic

c)derivaţi de 1, 3 – difenil – 2 – pirazolină, utilizaţi pentru fibre din lână, mătase naturală, acetat de celuloză şi poliamidă;

Fig: Derivat de 1, 3 – difenil – 2 – pirazolină