[發明專利]一種白色熒光柔性同軸多孔納米纖維膜的制備方法

有效

• 申請號: 201810262301.X
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108265401B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 潘凱;秦臻
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/4382;D01F1/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種白色熒光柔性同軸多孔納米纖維膜的制備方法，屬于熒光紡絲技術領域。利用靜電紡絲技術，分別在同軸紡絲針頭內外通道中加入含有不同熒光物質的聚合物紡絲液，通過控制熒光物質的含量及紡絲環境的濕度，可以制備得到具有同軸多孔結構的柔性熒光納米纖維膜。為了制備白色熒光納米纖維膜，本發明就熒光物質的選擇與含量調控進行了探索，通過利用白色熒光發射的供體?受體能量轉移機理，借助同軸結構的空間隔離性與多孔結構的大比表面積，并進一步調控兩種熒光物質的配比，可以得到高效發射白色熒光的納米纖維膜。本發明涉及到的實驗操作簡單，制備得到的同軸多孔結構白色熒光納米纖維膜具有可彎折、可卷曲和可裁剪的特性，具有較強應用性。

技術領域

本發明涉及多孔同軸結構納米纖維膜的制備及納米纖維熒光顏色的調控，是利用同軸靜電紡絲技術來制備一種白色熒光柔性同軸多孔納米纖維膜的方法，屬于熒光紡絲技術領域。

背景技術

熒光，是指一種光致發光的冷發光現象。當紫外光或波長較短的可見光照射到某些物質時，物質中的電子吸收能量，從基態躍遷至高能級，由于電子在高能級處于不穩定狀態，很快就會從高能級躍遷至低能級，從而釋放出能量并發射出各種顏色和不同強度的可見光，而當光源停止照射時，這種光線隨之消失，這種在激發光誘導下產生的光稱為熒光，能發出熒光的物質稱為熒光物質。

熒光產生需具備兩個必要條件:一是該物質的分子結構中必須具有能吸收激發光的結構，通常是共軛雙鍵結構；二是該物質必須具有一定程度的熒光效率(熒光物質吸光后所發射的熒光量子數與吸收的激發光的量子數的比值)。常見的熒光化合物分子都含有發射熒光的基團(如：＝C＝O、-N＝N-、-CH＝N-)和能使吸收波長改變并伴隨熒光增強的助色團(如：-NH2、-NHR、-OR)。

白色熒光材料近年來引起了廣泛的關注，因為它在平板顯示、固態照明和全彩色顯示屏等背光源領域具有廣闊的應用前景，特別是任何應用中所需的熒光顏色，都可以通過過濾白光的方式間接獲得。

為了實現白光的發射，熒光發射光譜應該寬到足以覆蓋整個可見光區域，而通過單個熒光分子很難實現白光的發射。供體-受體能量轉移復合體系因其較高的發光效率，已成為實現白光發射的普遍途徑。該復合體系通過不同基色的配合來實現白光的發射，通常有兩種組成模式：紅、綠、藍三原色的熒光分子或者至少兩種互補色比如橙、藍色的熒光分子。在大多數的供體-受體能量轉移復合體系里面，熒光發射主要存在著兩種方式：一是供體熒光分子吸收外部提供的激發光的能量，完成自身的熒光發射；二是供體熒光分子將吸收的部分能量轉移給受體熒光分子，受體分子吸收到能量用于自身熒光發射，最終復合體系的熒光顏色取決于兩者的疊加效應。

采用上述供體-受體能量轉移復合體系同時實現較高的發光效率和優良的白光純度還存在一定的問題。主要原因在于：(1)短波發射的能量給受體發光材料受濃度淬滅的影響，常常無法體現很高的熒光效率；(2)為了獲得良好的白光，熒光物質摻雜濃度必須控制很窄的范圍，給材料的制備帶來很大難度，而且獲得白光時的摻雜濃度常常不是具有最高熒光效率的濃度；(3)熒光效率除受摻雜濃度影響外，對于所處的主體環境很敏感，主體材料也有可能導致一定熒光淬滅；(4)若體系中的熒光分子之間的距離太近，從供體到受體兩者之間的能量轉移太強，導致很難實現可見光譜的完整獲得，從而影響白光的制備。

白光發射的實現，需要保證熒光物質之間有一定的空間隔離，避免共混時熒光共振能量轉移導致熒光猝滅，只有當各自的發射峰都明顯出現，且按一定強度比例搭配時才可以得到白色熒光。白光熒光柔性多孔納米纖維膜的制備，需要合理調配熒光物質的含量，熒光分子之間需要進行一定的空間隔離。

靜電紡絲是一種特殊的纖維制造工藝，聚合物溶液或熔體在強電場中進行噴射紡絲。在電場作用下，針頭處的液滴會由球形變為圓錐形(即“泰勒錐”)，并從圓錐尖端延展得到纖維細絲。這種方式可以生產出納米級直徑的聚合物細絲。可用于紡絲的聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯腈(PAN)、聚乳酸(PLA)、聚己內酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等。