薛 偉,武江紅,李曉婷,姚晨之
(1.中輕日用化學(xué)檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司,山西太原 030001;2.國(guó)家洗滌用品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,山西太原 030001;3.山西能源學(xué)院,山西晉中 030600)
熒光增白劑(FWAs)是一類有機(jī)化合物,吸收肉眼無(wú)法識(shí)別的近紫外光(300~400 nm)后再發(fā)射可見(jiàn)的藍(lán)紫色熒光(420~480 nm)。FWAs 可顯著提升底物白度,作用原理為含有連續(xù)共軛芳香結(jié)構(gòu)的低能態(tài)反式結(jié)構(gòu)經(jīng)紫外光照后轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣軕B(tài)結(jié)構(gòu),釋放熒光。FWAs 具有增白、增艷效果,特征在于:(1)熒光量子產(chǎn)率較高;(2)穩(wěn)定性較好,尤其是熱穩(wěn)定性和光照穩(wěn)定性;(3)化合物本身顏色較淺;(4)與基底物質(zhì)具有一定的親和力,又不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[1],在印染、紡織、造紙、塑料、洗滌用品、涂料等行業(yè)應(yīng)用廣泛。
常見(jiàn)的FWAs 有幾十種。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同,分別屬于二苯乙烯基聯(lián)苯類、三嗪氨基二苯乙烯類、苯并唑類、苯并呋喃類、苯并咪唑類、萘酰亞胺類、香豆素類等,已經(jīng)建立較完善的FWAs 標(biāo)準(zhǔn)體系。本文就標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀進(jìn)行初步探討,并對(duì)未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行展望,以期服務(wù)于FWAs行業(yè)發(fā)展。
熒光增白劑有很多種分類方式。按應(yīng)用領(lǐng)域可分為紡織用、造紙用、食品接觸材料用、洗滌用、塑料用等;按溶解性可分為水溶性和水不溶性;按離子狀態(tài)可分為陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型等;按狀態(tài)可分為固態(tài)、液狀、膏狀、漿狀等;按熒光發(fā)色基團(tuán)分類,鑒于同一分子結(jié)構(gòu)中可能同時(shí)含有多種不同的發(fā)色基團(tuán),因此該方法不常使用。公認(rèn)的分類方式按其母體結(jié)構(gòu)來(lái)分類,包括二苯乙烯基聯(lián)苯類、三嗪氨基二苯乙烯類、碳環(huán)類、苯并唑類、苯并呋喃類、苯并咪唑類、香豆素類、萘酰亞胺類、1,3-二苯吡唑啉類等(如表1所示)。
表1 熒光增白劑的分類
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),與熒光增白劑相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)陸續(xù)發(fā)布了50 余項(xiàng)。由表2 和表3 可知,現(xiàn)階段以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為主,約占所有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的70%;專項(xiàng)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較少,僅占30%。2007 年同步對(duì)外發(fā)布了3 項(xiàng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),2008 年發(fā)布首份檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn),自首項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后每隔1~2 年均有新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。
表2 熒光增白劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
表3 熒光增白劑檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)
FWAs 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要為化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)還有少許國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)分散,包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)出口行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)分為物性常數(shù)的測(cè)定及含量測(cè)定。物性常數(shù)包括熒光強(qiáng)度、增白強(qiáng)度、泛黃點(diǎn)等,含量測(cè)定主要是檢測(cè)試樣(如紙制品、紡織用品、食品接觸材料、洗滌用品等)中是否存在FWAs及含量水平,包括主物質(zhì)純度和主要雜質(zhì)含量等。含量測(cè)定又分為定性和定量檢測(cè)。定性測(cè)定試樣中是否含有FWAs 多采用紫外光照法,定量檢測(cè)FWAs 具體含量多采用液相色譜法及液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法。
由圖1 可以看出,近10 多年來(lái),F(xiàn)WAs 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定工作推進(jìn)良好,在2016 年達(dá)到峰值(9 份)。并且在前一批標(biāo)準(zhǔn)制修訂即將完成之時(shí),新的修訂任務(wù)緊接著啟動(dòng)。
圖1 FWAs 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)歷年發(fā)布情況
由圖2 可知,在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)眾多指標(biāo)中,部分指標(biāo)出現(xiàn)頻率較高,例如純度、紫外吸收、增白強(qiáng)度、色光、水分及揮發(fā)分、有害芳香胺、重金屬(超過(guò)40%);而細(xì)度、熒光強(qiáng)度、熔程等指標(biāo)出現(xiàn)頻率較低。出現(xiàn)頻率較高可能是出于對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的管理,或者出于對(duì)包括消費(fèi)者在內(nèi)的下游使用者健康的考慮,這些指標(biāo)具有一定的普適性,適用于多種甚至多類FWAs產(chǎn)品;而出現(xiàn)頻率較低的指標(biāo)則主要針對(duì)特定產(chǎn)品設(shè)定,如穩(wěn)定性僅適用于非固態(tài)產(chǎn)品。
圖2 FWAs 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中各指標(biāo)出現(xiàn)頻率
國(guó)內(nèi)的FWAs 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系已基本建成,覆蓋二苯乙烯基聯(lián)苯類、雙三嗪氨基二苯乙烯類、苯并唑類等產(chǎn)品,常見(jiàn)的FWAs 產(chǎn)品已被較全面涵蓋。標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布有利于行業(yè)內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量,淘汰不合格產(chǎn)品,改進(jìn)產(chǎn)品工藝路線,保證市場(chǎng)健康發(fā)展。然而仍然存在一些問(wèn)題需要解決。
具有同一結(jié)構(gòu)式的FWAs 產(chǎn)品常對(duì)應(yīng)多個(gè)染料C.I.號(hào),給使用者造成很大困擾。例如,C.I.15、C.I.28、C.I.86、C.I.113、C.I.154、C.I.252、4BK等對(duì)應(yīng)同一FWAs產(chǎn)品;C.I.33、C.I.36、C.I.71、C.I.123、C.I.128、C.I.212、C.I.244、C.I.250、C.I.260、C.I.268、C.I.339 等也對(duì)應(yīng)同一FWAs 產(chǎn)品[2-7]。造成這一亂象的原因多種多樣,原因之一可能是在FWAs 使用初期,各企業(yè)產(chǎn)品均對(duì)外保密,信息透明化之后才發(fā)現(xiàn)彼此重疊;也有可能是具有同一分子式的FWAs 產(chǎn)品具有不同的順?lè)唇Y(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)等,但在染料C.I.號(hào)體系中沒(méi)有體現(xiàn)這些區(qū)別;此外,同一結(jié)構(gòu)的酸式構(gòu)型和鹽式構(gòu)型也可能導(dǎo)致類似情況的發(fā)生。
針對(duì)這一現(xiàn)狀,可根據(jù)不同的分類方式或使用環(huán)境等,嘗試建立“身份識(shí)別體系”,便于使用者明確區(qū)分,以減少因識(shí)別系統(tǒng)混亂造成的糾紛。對(duì)于具有同一分子結(jié)構(gòu)的不同F(xiàn)WAs 產(chǎn)品,應(yīng)具體標(biāo)明不同之處,避免因結(jié)構(gòu)不同造成性能不同,以致出現(xiàn)使用不當(dāng)?shù)那闆r。
國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者日益關(guān)注健康,已經(jīng)開(kāi)展大量工作研究FWAs 的毒理性。例如,董仲生[9]證實(shí)熒光增白劑CXT 對(duì)人、動(dòng)物、植物均安全。楊欣卉等[10]研究發(fā)現(xiàn),紡織用品中添加的C.I.71 和C.I.351 對(duì)人體的傷害可忽略不計(jì),安全性有保障。在已經(jīng)開(kāi)展的FWAs毒理性研究中,也有部分FWAs 對(duì)人體有輕微的毒副作用。例如,國(guó)際化學(xué)品安全規(guī)劃小組和美國(guó)環(huán)境保護(hù)署發(fā)現(xiàn),熒光增白劑BBU 對(duì)眼睛有輕度刺激作用,但對(duì)皮膚無(wú)刺激性、致敏性、致癌性和基因毒性[11]。那些被證實(shí)對(duì)人體有毒副作用的熒光增白劑產(chǎn)品很快就進(jìn)入了“黑名單”,被行業(yè)所拋棄。盡管毒理性相關(guān)研究具有重要意義,但是現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系并未提及毒理性,這可能是因?yàn)槎纠硇匝芯啃枰嚓P(guān)生產(chǎn)企業(yè)、研究院所、醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)等多方面協(xié)作,工作周期長(zhǎng),耗資大。盡管困難重重,但是為進(jìn)一步明確FWAs 對(duì)消費(fèi)者健康的影響,開(kāi)展安全性相關(guān)研究很有必要。相關(guān)單位可以借鑒國(guó)外研究成果,根據(jù)國(guó)內(nèi)具體情況,申請(qǐng)將其列入國(guó)家相關(guān)規(guī)劃、研究之中,并交由有能力的研究部門負(fù)責(zé),結(jié)合市場(chǎng)現(xiàn)狀,聯(lián)絡(luò)各方,協(xié)調(diào)組織開(kāi)展毒理性研究,并形成標(biāo)準(zhǔn),在必要情況下設(shè)定添加限量值。
FWAs 品種眾多,現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系僅覆蓋常用的部分品種。在接下來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中,可參考市場(chǎng)上供需雙方的需求,持續(xù)推進(jìn)新品種FWAs 的標(biāo)準(zhǔn)化工作,促進(jìn)產(chǎn)品快速市場(chǎng)化。
現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)設(shè)定偏向于應(yīng)用,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控相對(duì)薄弱。例如,企業(yè)在產(chǎn)品出廠時(shí)參考指標(biāo)多為增白強(qiáng)度,而對(duì)純度等質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)的參考相對(duì)較少。要在后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂中加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)的設(shè)定,反向促進(jìn)工藝路線的優(yōu)化與改進(jìn),使產(chǎn)品提質(zhì)升級(jí)。
以產(chǎn)品純度為例,檢測(cè)方法主要是紫外光譜法、熒光光譜法和液相色譜法。在FWAs 產(chǎn)品的各個(gè)指標(biāo)中,純度檢測(cè)方法的制定處于領(lǐng)先地位,但仍僅限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操作,離現(xiàn)場(chǎng)快速精準(zhǔn)測(cè)定尚有距離。因此,在檢測(cè)方法的制定方面,各方仍需繼續(xù)努力。
市面上的FWAs 產(chǎn)品多為配方型產(chǎn)品,各類型配方中助劑類別、添加量各不相同,可以對(duì)其實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化,形成通用型產(chǎn)品,便于下游應(yīng)用廠家在更換FWAs 產(chǎn)品貨源后不必再次調(diào)整配方。此外,部分產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)齡偏長(zhǎng),制定多年后未見(jiàn)修訂。
(1)認(rèn)真領(lǐng)會(huì)國(guó)家政策,堅(jiān)決貫徹執(zhí)行。按照《中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法》,結(jié)合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化工作部署,充分發(fā)揮政府引領(lǐng)作用,持續(xù)推動(dòng)FWAs 標(biāo)準(zhǔn)化工作的高效開(kāi)展。
(2)持續(xù)加強(qiáng)行業(yè)間、上下游企業(yè)鏈、標(biāo)委會(huì)之間的互動(dòng)交流,協(xié)調(diào)各方利益,使各單位能在FWAs標(biāo)準(zhǔn)化工作中發(fā)揮各自所長(zhǎng),解決遇到的難題,提升標(biāo)準(zhǔn)制修訂效率。
(3)持續(xù)強(qiáng)化后備人才隊(duì)伍建設(shè)。與專業(yè)技術(shù)工作相比,標(biāo)準(zhǔn)化工作不僅同樣需要極強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)知識(shí),還要求思想上進(jìn),并與國(guó)家政策法規(guī)保持高度一致。這支隊(duì)伍需要經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐檢驗(yàn),才能成為可以解決問(wèn)題、滿足市場(chǎng)需求的高水平隊(duì)伍。此外,可根據(jù)實(shí)際需求,在相關(guān)高等院校、科研院所開(kāi)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)或研究方向,建立實(shí)訓(xùn)平臺(tái),增加鍛煉機(jī)會(huì),拓展后備人才儲(chǔ)備庫(kù)。
(4)在國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)日益重視的情況下,F(xiàn)WAs 的合成已經(jīng)逐漸向綠色化、原子化、經(jīng)濟(jì)化方向發(fā)展,今后FWAs 標(biāo)準(zhǔn)化工作重心可適度向新穎、更加環(huán)保的產(chǎn)品傾斜,給予其更高的關(guān)注度,以順應(yīng)時(shí)代潮流的發(fā)展,引領(lǐng)行業(yè)持續(xù)發(fā)展進(jìn)步。
(5)經(jīng)過(guò)多年努力,當(dāng)下國(guó)內(nèi)FWAs 標(biāo)準(zhǔn)化體系已基本建立,且較為完善。盡管存在一些問(wèn)題,但仍為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速有序發(fā)展助力良多。今后,F(xiàn)WAs 標(biāo)準(zhǔn)化工作可緊密結(jié)合國(guó)家政策與工作重點(diǎn),強(qiáng)化各相關(guān)單位間的協(xié)調(diào)配合度,高度重視人才梯隊(duì)建設(shè),密切關(guān)注行業(yè)發(fā)展新動(dòng)態(tài),緊跟時(shí)代前進(jìn)步伐,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。