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來源：互聯網

熒光增白劑（Fluorescent brighteners，FBs）是一類可產生熒光現象的有機化合物，其可以吸收紫外光，并且發射可見藍光或者藍紫色熒光。熒光增白劑依靠光學作用顯著提高被作用材料的潔白度和光澤度，因此又被稱為“白色染料”“增白劑”等。熒光增白劑在一般情況下對人體的毒性較低，但如果出現濫用的情況可能會對人體健康產生潛在的影響。大多數熒光增白劑含有多種對環境有害的基團，但環境中存在的熒光增白劑可以通過光降解或活性污泥吸附分解，以及加氯化裝置也可以達到較好的降解效果，不會對環境產生危害。

最早市售的熒光增白劑是1939年德國拜耳集團公司生產的4,4‘-雙胺基二苯乙烯2,2’二磺酸的衍生物。已知的熒光增白劑種類眾多，可以按其母體結構、應用領域、溶解性、離子狀態、物理狀態等進行分類，其中公認的分類方式是按其母體結構來分類，包括二苯乙烯類、苯并[a]芘噁唑類、香豆素類、吡唑啉類和萘二甲酰亞胺類等。

熒光增白劑的用途多種多樣，廣泛應用于紡織品、洗滌劑、化妝品以及造紙工業等多個領域，其中紡織品行業是熒光增白劑最早涉足的領域。在造紙工業中，熒光增白劑作為最重要的助劑之一，是生產高結白度、高質量紙類產品所必需加入的功能性添加劑。添加了熒光增白劑后制備的紙張，白度可提高10%以上。在化妝品中使用熒光增白劑，可以使產品外觀更加亮白晶瑩，從而吸引消費者。此外，隨著消費者對洗滌劑的觀感品質以及對于衣物清潔衛生要求的提高，熒光增白劑也廣泛應用于洗滌劑領域。熒光增白劑的使用需要在合理范圍內，并遵循相關的法規和標準，中國、歐盟、美國等國家對于被作用物中熒光增白劑的添加量都制定了一系列的法規準則。

歷史沿革

1929年Paul Krais首次發現6,7-二羥基香豆素在紫外光下能發出藍色的熒光，并且可以顯著提高織物的白度，這是最早發現的熒光增白物質。1934年英國帝國化學工業公司發現4,4'-二氨基二苯乙烯2,2,雙磺酸(DSD酸)可提高纖維素織物及紙張的白度，并發表了專利，開辟了熒光增白劑歷史的先河。在工業上具有實用性的熒光增白劑最早是德國拜耳集團公司于1939年制造的二苯乙烯類熒光增白劑，并在歐美國家迅速發展，實現了熒光增白劑的商品化工業生產，這也帶動了熒光增白劑的研究與開發工作。

作用原理

熒光增白劑的化學結構特征表現為具有共軛雙鍵和良好的平面性結構，結構如下：

當受到紫外光照射時，分子中的電子會被激發到高能級態，此時分子會吸收紫外光的能量并轉化為激發態，然后通過共振能量轉移的方式將能量傳遞給分子中的熒光團，使其處于激發態。接著，熒光增白劑分子中的激發態會發生非輻射躍遷，從而返回到基態，輻射出藍光或綠光，不僅中和作用物本身反射出的黃光使之轉變為白光，而且使作用物表面的反射光總量增加，作用物表面產生潔白而光亮的效果。

如果入射光中紫外線含量高，熒光增白劑的效果就變得明顯；而在紫外線含量較低或不存在的情況下，增白效果變小甚至消失。熒光增白劑的增白效果與于其吸收紫外光的波長有關，如果吸收波長低于300nm的紫外光,則其放出的熒光偏紅;若吸收波長高于360nm的紫外光，則其放出的熒光偏綠。

分類

熒光增白劑有許多種分類方式。如按照應用領域來分類，可分為紡織物用、造紙用、化妝品用、洗滌劑用等；按照離子狀態來分類，可分為陰離子型、陽離子型、非離子型等；按照物質狀態來分類，可分為固態、液態、膏狀、漿狀等；按熒光生色團來分類的方法不常使用，因為同一分子結構中可能會同時含有幾種不同的發色團。

公認的分類方式按其母體結構來分類，包括二苯乙烯類、香豆素類、吡唑啉類、酰亞胺類。

二苯乙烯類

二苯乙烯類熒光增白劑是工業生產最常用的，產量占到了全部產量的 80%以上。二苯乙烯型可細分為碳環類、二苯乙烯基聯苯類、三嗪氨基二苯乙烯類、二苯乙烯三唑類、苯并[a]芘噁唑類。

1.碳環類：結構通式如下圖，熒光增白劑C.1.199是碳環類熒光增白劑一員，分子式為C24H16N2，呈黃色粉末狀，水不溶性，可溶于等。

2.二苯乙烯基聯苯類：結構通式如下圖。性能優良的洗滌劑用熒光增白劑CBS，屬二苯乙烯聯苯型熒光增白劑，該增白劑對纖維、聚酰胺、蛋白纖維均有良好的增白效果，同時溶解分散性好，耐氯漂，被譽為超級熒光增白劑。

3.三嗪氨基二苯乙烯類：結構通式如下圖。VBL屬三嗪氨基二苯乙烯類熒光增白劑，占國內市場熒光增白劑總量60%以上，產量最大，在洗滌劑中應用最多，但VBL質量存在一些不足，如水溶性不太理想，冷水使用效果不好，在較低pH值條件下使用會產生凝聚或沉淀，另外泛黃點較低，在要求較高的增白產品上應用受到限制等。

4.二苯乙烯三唑類：結構通式如下圖。

香豆素類

香豆素類熒光增白劑含有香豆結構，有較強的藍色熒光，可以通過固定分子結構使分子呈剛性來增強化合物的熒光性。香豆素型熒光增白劑是人類發現的最早的熒光增白劑之一，其用七葉樹皮的浸出液處理黏膠和半漂白亞麻，從而獲得增白效果，而在浸出液中含有香豆素結構的七葉苷，導致耐洗性和耐光性很差，因而長期得不到發展。

吡唑啉類

根據取代基類型的差異，吡唑啉型熒光增白劑可分為非離子型、陰離子型和陽離子型三種。非離子型增白劑主要用于綸、聚酰胺纖維以及醋酸纖維素的增白；陰離子型除了可用作聚胺的增白以外，還可用作黏膠纖維的增白；此外，腈綸還可以用陽離子型增白劑來增白。

萘酰亞胺類

萘酰亞胺類熒光增白劑是聯苯萘的衍生物，具有較大的平面共軛效應，此外，還有良好的光化學穩定性、較高的熒光量子產率，且其結構易于修飾。可將其作為陽離子熒光增白劑對腈綸進行增白，其結構通式及合成路線如圖：

苯并咪唑類

苯并咪唑類衍生物具有特殊的剛性大π共軛平面結構，廣泛應用于熒光增白劑領域。苯并咪唑類熒光增白劑通過變換連接基和苯環上取代基，來提高熒光增白劑的色調及增白效果。此外，相比于相似結構的苯并惡唑，苯并咪唑類衍生物即使沒有取代基也有較好的增白效果。

苯并惡唑類

相比于苯并咪唑類熒光增白劑，苯并惡唑熒光增白劑具有更高的熱穩定性和耐光性，能夠在高溫、高濕、強光等惡劣環境下仍能保持較好的熒光效果。因此，在染料、塑料、紙張等領域中，苯并[a]芘惡唑熒光增白劑也得到了廣泛應用。常用的苯并惡唑類熒光增白劑是1,2,2,-(4,4-二苯乙烯基)雙苯惡唑，簡稱OB-1，是黃色晶體，具有極好的增白效果和優異的熱穩定性。可由2-氨基苯酚和對氰基氯化芐在酸性介質中縮合制得2-(4'-氯甲基苯基)苯并噁唑，再與亞磷酸三乙酯發生維蒂希(Wittig)反應，生成物再在甲醇鈉的存在下于二甲基甲酰胺(DMF)介質中與2-(4'-甲酰基苯基)苯并噁唑縮合而制得。

影響因素

應用材料

不同類型的材料對熒光增白劑的適用性和效果有所不同。例如，棉纖維和滌綸纖維比絲綢和羊毛更容易被熒光增白劑所染色。

PH值

熒光增白劑的亮度和效果會受到液體pH值的影響。通常來說，熒光增白劑在中性或弱酸性的條件下效果最好，但在堿性環境中會逐漸分解。如造紙用熒光增白劑在pH7.0~9.0時可能取得更好的增白效果。

金屬離子

金屬離子會影響熒光增白劑的增白效果，如Ca2+、Mg2+、Fe3+等均會產生不利影響，特別是Fe3+影響最大。Fe3+具有熒光猝滅的作用，可以減弱或抑制熒光增白劑的熒光效果。這是因為金屬離子與熒光分子發生相互作用，導致能量轉移或非輻射衰減，從而降低熒光增白劑的熒光強度。

熒光增白劑用量

熒光增白劑的添加量對其效果和使用壽命有很大的影響。在添加量過高的情況下，熒光增白劑可能會影響材料的物理性能和化學穩定性，從而降低其品質。國內紙廠的熒光增白劑用量一般為0.2%~1%之間。

表面活性劑

在離子型熒光增白劑中添加表面活性劑會對增白效果會產生較大的影響。如果加入帶相反電荷的表面活性劑會使得溶液的吸光度降低，甚至會導致熒光猝滅；而加入帶相同電荷的表面活性劑則影響很小。非離子型表面活性劑通常通過與表面活性劑復配，來達到防止沉淀及均染的作用。

添加劑

添加劑會對熒光增白劑的效果產生影響。有些增白劑在使用無機化合物添加物，如氯化鈉或硫酸鈉等，可以提高其在纖維上的吸附性能，同時，提高無機鹽的濃度也可以提高其在纖維上的染率。在增白劑用量較少時，加入無機鹽添加劑可以提高增白效果；然而，在增白劑用量較多時，加入無機鹽添加劑則會降低增白劑的泛黃值，對增白不利。

應用領域

紡織物

為了避免化學漂白劑對織物的破壞和著色劑藍色調白效果差的局限性，用熒光增白劑增白是紡織工業中優選的方法。熒光增白劑最初用于紡織纖維領域，已有近70年的歷史。熒光增白劑在紡織纖維上應用比例為：棉42%，黏膠和醋纖23%，合纖25%，羊毛10%。常用的紡織物熒光增白劑包括雙三嗪氨基二苯乙烯類型熒光增白劑、雙苯并[a]芘噁唑類型熒光增白劑、吡唑啉類型熒光增白劑等。如雙三嗪氨基二苯乙烯類熒光增白劑C.I.85熒光增白劑VBL，其主要用于纖維素織物增艷以及拔染印花白地增白等。當VBL用于淺色織物增艷劑、拔白地花布增白劑時，一般使用量為1~2g/L。

造紙

紙張白度是準確呈現顏色的根本源泉,尤其是承載彩色印跡的白紙白度,對所呈現的色相、明度、飽和度起著決定性作用，因此在造紙工業中，熒光增白劑是非常重要的添加劑之一，是生產高白度、高品質紙產品必需使用的功能性助劑。添加了熒光增白劑后制備的紙張，白度可提高10%以上。

造紙用熒光增白劑大多為陰離子直接染料，根據其磺化程度可分為一般型、直接型和涂布型，其中一般型具有較好的纖維親和力、良好的酸堿值穩定性以及與淀粉間有良好的相容性，屬于四磺酸型熒光增白劑；直接型具有較好的纖維親和力、熒光強度高且用量少，較為經濟；涂布型則與纖維的親和力較差，不容易吸附于纖維上，卻能分散在任何條件下的涂料中，尤其能適應各種粘結劑和陽離子物質，但成本高昂，屬于六磺酸型熒光增白劑。

化妝品

將熒光增白劑應用于化妝品中，能夠促使產品的外觀更加潔白、晶瑩剔透。熒光增白劑在化妝品中的應用較為常見的是二乙氨基甲基香豆素、二苯并[a]芘噁唑基萘等，例如在乳液中應用了二乙氨基甲基香豆素，在指甲油中應用了雙噻吩，在露、膏霜、粉底液以及化妝筆中應用了連苯乙烯二苯基二黃酸鈉，在面膜、露、膏霜、化妝粉、以及粉底中應用了聚十二烷酰胺三嗪二苯乙烯磺酸等。

洗滌劑

熒光增白劑和洗滌劑的配用可以追溯到1940年，其正式用于洗滌劑工業是在1950年之后。隨著消費者對洗滌劑的外觀質量以及對衣物清潔衛生要求的提高，熒光增白劑在洗滌劑的應用越發顯得重要。熒光增白劑以0.03%至1.0%的比例加入到洗滌劑中，通常為0.15%。目前，家庭洗滌用的熒光增白劑有二苯乙烯和蒸餾聯苯。

安全事宜

20世紀五六十年代開始就出現了對熒光增白劑的安全性報道，部分實驗結果引起了人們對熒光增白劑使用安全性的擔憂。有報道稱熒光增白劑被人體吸收后，會加重肝臟的負擔，如果有傷口，熒光增白劑和傷口處的蛋白質結合，會阻礙傷口的愈合，與熒光增白劑接觸過量可能會致癌。毒理學家對熒光增白劑的毒理和生態學性質開展了深入細致的研究后，否定了上述一些描述：1973 年日本國立衛生實驗機構對熒光增白劑進行了一系列有關致癌性的實驗，給老鼠皮下注射熒光增白劑或經口投食熒光增白劑1天后，將小鼠解剖發現無癌癥發生，從而證明熒光增白劑無致癌性。

歐洲化學工業協會（CEFIC）和歐州肥皂洗滌劑協會（AISE）在1999年啟動了“歐洲家用清潔產品成分的人類以及環境風險評估”（HERA）項目，于2003和2004年先后完成了對衣物洗滌劑用熒光增白劑（熒光增白劑CBX和CXT）詳細的安全性評價和風險評估報告，結果表明，洗滌劑用熒光增白劑是安全的，不會對人體和環境有不良影響。日本化工協會出版的《熒光增白劑——安全知識》一書中對于熒光劑的安全性進行了詳細的說明。該實驗分別由日本、美國、瑞士的研究機構進行。根據急性毒性 (一次性大量攝入) 、慢性毒性 (持續每天攝入) 、皮膚刺激性和致癌性等方面得出的專業性結論，熒光增白劑在使用上是安全的。

毒性

人體

熒光增白劑在一般使用情況下對人體的毒性較低，但在某些特定情況下可能對人體健康產生潛在的影響。人們對紙質食品包裝材料的外觀品質要求日益增加，從而出現一些熒光增白劑濫用的情況，而用于包裝溫度較高的食品時，可能存在熒光增白劑隨著食物進入人體的情況，造成安全隱患。熒光增白劑進入人體后，會加重肝臟的負擔，導致傷口愈合緩慢。化妝品以及紡織品中使用的熒光增白劑可能對皮膚產生刺激作用，引起紅腫、瘙癢等不適反應。

環境

大多數熒光增白劑含有多種對環境有害的化學基團，例如氰基、苯基和二苯乙烯等。由于熒光增白劑具有化學穩定性和抗生物降解性，其在環境中持久存在，可能會在區域和全球范圍內積累，容易對環境產生危害。大多數洗滌劑使用的熒光增白劑是無毒的，排放到環境中的熒光增白劑可以吸附于植物的根部但不會進入其根狀莖、葉子、花朵和果實中，這也說明了環境中的熒光增白劑不會對農作物造成危害。同時，環境中存在的熒光增白劑可以通過光降解或活性污泥吸附分解，以及加氯化消毒裝置也可以達到比較好的降解效果，保證不會對環境產生危害。

法律法規

中國

國家標準化管理委員會發布的《國家紡織品基本安全技術規范》GB 18401-2010，該技術規范對紡織品中熒光增白劑的使用做出了限制。規定了熒光增白劑的種類、用量以及測試方法，以確保紡織品的安全性。

《食品接觸材料及制品中限用物質》GB 9685-2016規定了食品包裝材料中禁止使用或限量使用的化學物質，其中也包括了一些熒光增白劑，對其使用的種類和限量進行了規定。

《產品使用說明導則第3部分：化妝品使用說明》GB 5296.3-2008規定了化妝品使用說明書應提供必要的安全警示信息，包括熒光增白劑的使用方法和注意事項，化妝品中使用的熒光增白劑應符合國家標準，并且不得使用對人體有毒性、致敏性、致癌性或其他有害作用的成分。

我國現行的洗滌劑用熒光增白劑行業標準《洗滌劑用熒光增白劑》（QB/T 2953-2008）涵蓋了兩大類常用的洗滌劑增白劑雙三嗪氨基二苯乙烯類（CCDAS）以及雙二苯乙烯基聯苯類（DSBP）。

美國

FTC發布的聯邦紡織品標識法（FTC Textile Rules）制定一系列關于紡織品標識和宣傳的規則，包括對紡織品中使用的化學物質的限制和標注要求。這些規則要求紡織品制造商提供準確的纖維成分信息，并標注是否使用了熒光增白劑。美國食品藥品監督管理局發布的化妝品標簽法規（COSMETIC Labeling Regulations）要求化妝品制造商在產品標簽上提供準確的信息，包括成分列表和警示語。如果化妝品中含有熒光增白劑，相關信息必須在標簽上明確標注。

歐盟

REACH法規（Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals）是歐盟制定的關于化學品管理的法規。該條例規定了對化學品的注冊、評估和授權，并對某些特定物質進行了限制。熒光增白劑屬于受監管的化學品之一，需要在歐盟市場上進行注冊和符合相關規定。

檢測方法

紫外燈照射觀測法

熒光增白劑測試中最常用的方法就是紫外線輻射觀察法，通過熒光增白劑可以反射可見光，也可以有效地吸收不可見的紫外線，當紫外線完全吸收后，紫外光可以散發出特定的藍紫色熒光。具體的檢測方法是在陰暗的室內進行，采用254nm和365nm的紫外線燈來探測被測樣品，在輻照的過程中，觀察到被測樣品發出的藍紫熒光，然后用數字攝像機進行拍照。測試簡單，對技術的要求相對較低，但不能對樣品進行定性，測定樣品中的熒光增白劑的種類。

白度法

白度法主要利用白度儀對被測物體的白度進行測試，其工作原理是利用測試儀內的積分球，對被測物體的絕對光譜進行散射，不但可以檢測到被測物體中是否有熒光增白劑，而且可以精確地識別出由熒光增白劑反射而形成的熒光白度。由于其易受人為因素和儀器等因素的影響，難以確保對成分復雜的試樣的精確性，因此在中國應用較少。另外，目前對熒光增白劑的白度檢測方法的評價標準尚不統一，執法監管機構也不能將其用于執法檢查。

紫外分光光度法

紫外分光光度法是以材料對200 ~760 nm的電磁波的吸收能力為基礎，開發了一種可以對樣品進行定性和定量分析的新技術。在熒光增白劑的測定中， UV分光光度法具有操作簡便、快速等優點，但在測試中應注意，要盡可能地縮短檢測時間，避免在長期放置的情況下出現順-反異構變換現象，而且只能對被測對象中所含的熒光材料進行定量測量，不可能分析出特定的熒光增白劑的種類和含量。

熒光分光光度法

熒光分光光度法的原理是,當物體在吸收了一定的波長后，可以發出更長的光譜,從而可以對物體進行定性和定量的探測。該方法靈敏度高，靈敏度高出兩三個量級，操作簡便，檢限低，是目前應用最廣泛的一種熒光增白劑測試方法。

色譜-質譜聯用法

在對熒光增白劑進行檢測時常采用色譜-質譜聯用法。色譜質譜聯用法可分為氣相色譜-質譜聯用法、液相色譜-質譜聯用法和高效液相色譜-質譜聯用法等。液相色譜-質譜聯用法以液相色譜作為分離系統，質譜作為檢測系統，實現了對復雜混合物精準的定性和定量分析，是目前較為精準的分析方法。該方法的缺點是使用的儀器價格昂貴,且需要專業人員操作，不適合大規模推廣。

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