[發(fā)明專利]一種熒光Lyocell纖維及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410702142.2
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104357934A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 趙兵
• 申請（專利權）人: 趙兵
• 主分類號: D01F2/00
• 分類號: D01F2/00;D01F1/10;D01D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

發(fā)明涉及一種熒光Lyocell纖維及其制備方法，屬高分子和紡織領域。

背景技術

熒光纖維可以分為紅外熒光纖維和紫外熒光纖維。紅外熒光纖維是指在紅外光激發(fā)下能發(fā)射出多種不同顏色的纖維。紫外熒光纖維是指在紫外光激發(fā)下閃爍光彩，能發(fā)射出各種不同的顏色，當紫外光消失后，又能夠回復到原色的纖維。熒光纖維主要應用于防偽，若將熒光纖維加人紙張中，則可以制成各種防偽紙。在可見光下，紙中的纖維是看不到的，但在特殊光線下，纖維將呈現(xiàn)不同的顏色，以起到防偽的作用。目前，最常見的方法是在纖維中添加市面上可以出售的熒光粉進行共混紡絲。

熒光材料種類繁多，總體上可分為無機、無機/有機、有機小分子和有機高分子熒光化合物。它們各有優(yōu)缺點，比如無機類的熒光效率較高，穩(wěn)定性較好；有機類則與聚合物的相容性好，易于制成各種各樣的高分子熒光材料。其中稀土熒光材料，由于具有良好的纖維相容性而備受關注。目前較為常用的稀土熒光化合物主要有以下幾種：三價稀土β-二酮熒光配合物、稀土有機羧酸熒光配合物、稀土大環(huán)配體熒光配合物、稀土三元熒光配合物等。天津工業(yè)大學夏磊用對甲基苯甲酸和1,10-鄰菲啰啉為配體，合成了含有Eu³⁺離子的有機稀土納米發(fā)光材料，并制備出了的PP熒光纖維。東華大學張慧茹等以濕法成型制得熒光薄膜、熔融紡絲制得熒光纖維為樣品，研究了熒光粉含量、凝固浴和拉伸倍數(shù)對熒光強度的影響，并對熒光牢度(耐光性)進行了研究，還從耐洗滌、耐高溫、耐溶劑、耐酸堿四方面對其性能穩(wěn)定性進行了研究（張慧茹,黃素萍,龔靜華等.熒光纖維的特性研究[J].合成纖維,2003,32(5):18-20）。中國發(fā)明專利CN201210006299.2將熒光物質(zhì)添加到Lyocell紡絲液中，經(jīng)干濕法紡絲制備了一種熒光防偽Lyocell纖維，其中熒光物質(zhì)為有機熒光物質(zhì)、無機熒光物質(zhì)或有機稀土配合物類物質(zhì)。這種熒光物質(zhì)在紡絲原液中容易團聚，分散不均勻，影響熒光性能，而且無機熒光物質(zhì)還需采用偶聯(lián)劑進行預處理。總之上述方法制備的熒光纖維雖然有一定的熒光特性，但由于熒光粒子處于纖維的表面或與成纖聚合物的相容性不好，這種性質(zhì)極易受到光照、溶劑、酸堿等外界條件的影響，而使其失去熒光性質(zhì)。由此可以看出，開發(fā)一種新型的具有永久防偽功能的熒光防偽纖維，是有很大的應用前景和社會效益的。

稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料Up-conversion（UC）是一種在近紅外光激發(fā)下發(fā)出可見光的發(fā)光材料，即可通過多光子機制把長波輻射轉(zhuǎn)換成短波輻射。這種材料發(fā)光違背Stokes定律，因此又被稱為反Stokes定律發(fā)光材料。UC發(fā)光是基于稀土元素4f電子間的躍遷。發(fā)光過程可以分為三步：①基質(zhì)晶格吸收激發(fā)能；②基質(zhì)晶格將吸收的激發(fā)能傳遞給激發(fā)離子，使其激發(fā)；③被激發(fā)的稀土離子發(fā)出熒光而返回基質(zhì)。上轉(zhuǎn)換過程主要有激發(fā)態(tài)吸收、能量傳遞、直接雙光子吸收和光子雪崩四種形式。

稀土發(fā)光材料主要有基質(zhì)材料、激活劑（發(fā)光中心）、共激活劑和敏化劑等組成。上轉(zhuǎn)換發(fā)光的效率在很大程度上取決于上轉(zhuǎn)換的基質(zhì)材料?；|(zhì)材料本身不發(fā)光，但能為激活離子提供合適的晶體場，使其產(chǎn)生合適的發(fā)射?；|(zhì)材料的選擇一般要求具有與摻雜離子相匹配的晶格、較好的化學穩(wěn)定性和較低的晶格振動聲子能量等。根據(jù)基質(zhì)材料組分的不同，可以將上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的基質(zhì)主要分為氧化物、鹵化物和硫化物等。YF₃、LaF₃、NaYF₄和?LiYF₄等材料都是非常好的基質(zhì)，在近紅外光激發(fā)下發(fā)射出可見光甚至是紫外光。

上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料（UCNPs）具有高的化學穩(wěn)定性、優(yōu)異的光穩(wěn)定性、窄帶隙發(fā)射，在近紅外激光激發(fā)下具有較強的組織穿透能力、對生物組織無損傷、無背景熒光的干擾，在生物醫(yī)學等方面有著廣泛的應用，如生物成像、生物檢測、多模態(tài)成像、癌癥光動力治療、載藥等。此外，除了在上述生物領域的應用廣受關注之外，在非生物領域（如光信息存儲、3D?顯示、安全防偽及太陽能電池等）也有著很好的應用前景。