漂白剂是用于去除织物或纤维颜色(包含污垢)的化学产品的通用名称。以前,漂白剂也是次氯酸钠的代名词。
漂白剂通常与除预期色素外的许多其他有机物质发生反应,从而削弱或损坏纤维、织物和皮革等天然材料,以及故意使用的染料,如牛仔布的靛蓝。出于同样的原因,吞咽产品、吸入蒸汽或接触皮肤或眼睛都会对健康造成损害。
作用机制
光亮
天然有机材料的颜色通常来源于有机色素,如β-胡萝卜素。化学漂白剂的工作方式有两种:
氧化漂白剂的作用是破坏构成发色团的化学键。这将分子转化为另一种不含发色团或含有不吸收可见光的发色团的物质。这是氯基漂白剂的机理,也是氧阴离子的机理,它们通过第一次亲核攻击反应。
还原漂白剂的作用是将发色团中的双键转化为单键。这就抵消了发色团吸收可见光的能力。这就是基于二氧化硫的漂白剂的作用机理。
阳光在一个过程中起到漂白剂的作用,这一过程会产生类似的结果:通常在紫色或紫外线范围内的高能光子可以破坏发色团中的键,导致产生的物质变得无色。长时间暴露通常会导致大量变色。
抗菌
大多数漂白剂的广谱功效是基于它们对有机化合物的一般化学反应性,而不是基于抗生素的选择性抑制或毒性作用。它们使许多蛋白质变性或不可逆地破坏,使它们成为用途极其广泛的消毒剂。
还发现,低浓度的次氯酸盐漂白剂通过干扰细菌壁上的热休克蛋白来攻击细菌。根据2013年的《家庭卫生与健康报告》,漂白剂的使用,无论是氯基还是过氧化物基,即使在低温(30-40℃)下,也能显著提高衣物的杀菌效果,从而有可能去除家庭环境中各种衣物中的病毒、细菌和真菌。
分 类
大多数工业和家用漂白剂分为三大类:
氯基漂白剂,其活性成分为氯,通常来自氯化合物如次氯酸盐或氯胺的分解。
基于过氧化物的漂白剂,其活性成分是氧,氧几乎总是来自过氧化物化合物(如过氧化氢)的分解。
基于二氧化硫的漂白剂,其活性物质是二氧化硫,可能由氧代硫酸硫离子的分解产生。
氯基漂白剂
氯基漂白剂存在于许多家用“漂白”产品中,也存在于医院、公共卫生、水氯化和工业过程的特定产品中。
氯基漂白剂的质量通常以活性氯的百分比表示。一克含有100%活性氯的漂白剂具有与一克单质氯相同的漂白能力。
最常见的氯基漂白剂有:
次氯酸钠,通常是3-6%的水溶液,通常被称为“液体漂白剂”或简称为“漂白剂”。历史上被称为“漂水”。它在许多家庭中被用于漂白衣物,对厨房和浴室的坚硬表面进行消毒,制备饮用水以及保持游泳池没有传染源。
漂白粉(以前称为“氯石灰”),通常是次氯酸钙、氢氧化钙(淬火石灰和氯化钙)的混合物。它以白色粉末或片剂的形式出售,用于许多与次氯酸钠相同的应用,但更稳定,含有更多的氯。
氯气,它被用作水处理中的消毒剂,特别是用于生产饮用水和大型公共游泳池。它已被广泛用于漂白木浆,但由于环境问题,这种用途急剧下降。
二氧化氯,这种不稳定的气体是在现场产生的,或者作为稀释的水溶液储存。它广泛用于纸浆、油脂、纤维素、面粉、纺织品、蜂蜡、皮肤和其他一些行业的漂白。
氯基漂白剂的其他例子,最常用作消毒剂,有一氯胺、对二氯基氨磺酰苯甲酸和二氯异氰尿酸钠。
过氧化物漂白剂
过氧化物基漂白剂的特征是过氧化物的化学基团,即通过单键(-O-O-)连接的两个氧原子。这种结合很容易断裂,产生活性很强的氧,这是漂白剂的活性成分。
这一类的主要产品有:
过氧化氢,例如,它用于漂白木浆和头发,或用于制造其他漂白剂,如过硼酸盐、过碳酸盐、过氧乙酸等。
过碳酸钠,过氧化氢和碳酸钠的加合物(“苏打灰”或“洗涤苏打”)。它溶解在水中,形成两种产物的溶液,将碳酸盐的脱脂作用和过氧化物的漂白作用结合在一起。
过硼酸钠,它溶解在水中,形成一些过氧化氢,也形成过硼酸盐阴离子,可以进行亲核氧化。
过氧乙酸,由一些洗涤剂原位生产,也可用于工业和农业消毒和水处理。
过氧化苯甲酰,它被用于治疗痤疮和漂白面粉的局部药物。
臭氧虽然它实际上不是过氧化物,但其作用机制是相似的。它被用于生产纸制品,尤其是新闻纸和白牛皮纸。
过硫酸钾和其他过硫酸盐,除过硫酸铵和过硫酸钠外,它还广泛用于头发美白产品。
高锰酸钾等高锰酸盐。
在食品工业中,其他氧化产物如溴酸盐被用作面粉漂白和熟化剂。
还原漂白剂
连二亚硫酸钠是最重要的还原漂白剂之一。它是一种白色结晶粉末,带有淡淡的硫磺味。它可以通过亚硫酸氢钠与锌反应得到。
因此,它被用于一些工业染色过程,以去除多余的染料、残留的氧化物和意外的颜料,以及漂白木浆。
连二亚硫酸钠与甲醛反应生成了用于漂白木浆、棉花、羊毛、皮革和粘土的钠石。
环 境
欧盟根据EEC 793/93号法规对次氯酸钠进行的风险评估报告得出结论,该物质在当前所有正常用途中对环境都是安全的。这是由于它们的高反应性和不稳定性。次氯酸盐在自然水生环境中几乎立即消失,在所有排放情况下,次氯酸盐的浓度在短时间内达到10-22μg/L或更低。此外,研究发现,挥发性氯物种在某些室内场景中可能是相关的,但在开放环境条件下的影响可以忽略不计。此外,次氯酸盐污染在土壤中的作用被认为可以忽略不计。
工业漂白剂也可能引起关注。例如,在纸浆漂白中使用元素氯会产生有机氯和持久性有机污染物,包括二恶英。根据一个行业组织的说法,在这些过程中使用二氧化氯已将二恶英的形成减少到可检测水平以下。然而,氯和剧毒氯化副产品对呼吸道的风险仍然存在。
欧洲最近的一项研究表明,各种家用清洁产品中所含的次氯酸钠和有机化学物质(如表面活性剂、香料)会发生反应,产生氯化挥发性有机化合物。这些氯化化合物是在清洁应用中排放的,其中一些是有毒的,可能对人类致癌。研究表明,在使用含漂白剂的产品期间,室内空气浓度显著增加(与家庭中的初始量相比,三氯甲烷和四氯碳的浓度分别增加了8-52倍和1-1170倍)。纯漂白剂的氯化挥发性有机化合物浓度增幅最低,“粘稠液体和凝胶”形式的产品浓度增幅最高。室内空气中几种氯化挥发性有机物(特别是四氯化碳和氯仿)的浓度显著增加,这表明漂白剂的使用可能是吸入这些化合物的相关来源。