[發明專利]一種電/熱致變色熒光纖維及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111284195.3
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113969434A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 馬瑩;張瑩瑩;段明汗;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F9/00
• 分類號: D01F9/00;D01F6/50;D01F1/10;D01F1/06;C09K9/02
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 楊琴

本發明涉及一種電/熱致變色熒光纖維及其制備方法和應用。該纖維包括成纖聚合物、熒光染料和相變材料。該制備方法包括：將熒光染料和熔融態的相變材料混合，加入到含有表面活性劑的水溶液中，得到乳液，然后與成纖聚合物水溶液混合，得到紡絲液，濕法紡絲。該纖維具有良好、穩定的變色性能。

技術領域

本發明屬于智能纖維及其制備和應用領域，特別涉及一種電/熱致變色熒光纖維及其制備方法和應用。

背景技術

智能紡織材料在具備普通紡織材料的服用性能和外觀風格的基礎上，還能感知外部環境，通過改變自身的一種或多種性能參數做出相應反饋，從而響應外部環境，做到與外部環境相適應的一種新型紡織材料。具有可調諧發光特性的智能紡織品通過感知外部環境變化，從而調整自身顏色變化，在傳感、圖像顯示、光學記錄、防偽、環境監測和偽裝等領域展現出了的巨大應用潛力，受到越來越多的關注。作為紡織材料基本單元的一維智能纖維，具有良好的應用適應性，成為了眾多研究的核心熱點。可調諧發光的智能變色纖維是基于對電、熱、光、濕度、pH值和離子等外部刺激做出響應的發光材料。在這些可控方法中，電可以被認為是光學器件最精確的操作方法。電致變色器件的開發已經做出了相當多的開拓性工作。然而，電致變色器件通常是基于電控的氧化還原反應，從而導致纖維成分復雜、制備工藝繁雜，大大阻礙了其實際應用和商業化。相比之下，熱致變色發光材料因其制備簡單、成本低、適用性廣等特點引起了人們的廣泛關注。結合電加熱材料，可以很容易地得到含有一維纖維的電/熱致變色材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電/熱致變色熒光纖維及其制備方法和應用，以填補現有技術的空白。

本發明提供一種電/熱致變色熒光纖維，所述纖維包括成纖聚合物、熒光染料和相變材料。

所述電致變色熒光纖維還包括金屬絲，所述成纖聚合物、熒光染料和相變材料的混合物作為外層包裹金屬絲形成包芯結構。

所述成纖聚合物、熒光染料和相變材料的質量比為1000～3000:1～10:1000～3000。

所述成纖聚合物包括海藻酸鈉SA、聚乙烯醇PVA、聚丙烯腈PAN中的一種或幾種。

所述熒光染料包括香豆素類有機物、亞甲基藍、尼羅紅中的一種或幾種。

所述相變材料包括脂肪酸FA、石蠟PWs、聚乙二醇PEG、聚己酸內酯PCL中的一種或幾種。

本發明還提供一種電/熱致變色熒光纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)將熒光染料和熔融態的相變材料混合，加入到含有表面活性劑的水溶液中，得到乳液；(2)將步驟(1)中乳液與成纖聚合物水溶液混合，得到紡絲液；

(3)將步驟(1)中紡絲液從單軸噴絲孔中擠出，進入凝固浴凝固和牽伸形成初生纖維，干燥，得到熱致變色熒光纖維；

或者將步驟(1)中紡絲液從同軸噴絲孔中隨著金屬絲一起擠出，使紡絲液包裹金屬絲形成包芯結構，進入凝固浴凝固和牽伸形成初生纖維，干燥，得到電致變色熒光纖維。

所述步驟(1)中熒光染料、熔融態的相變材料和表面活性劑的質量比為1～10:1000～3000：300～1200。

所述步驟(1)中乳液中熒光染料和熔融態的相變材料的混合物與水的質量比為1：20～1：100。

所述步驟(1)中乳液中熒光染料和熔融態的相變材料的混合物與水的質量比為1：30。

所述步驟(1)中表面活性劑包括十六烷基三甲基溴化銨CTAB、十二烷基苯磺酸鈉SDBS、單月桂基磷酸酯MAP中的一種或幾種。

所述步驟(2)中乳液與成纖聚合物水溶液的質量比為2：1～2：4。

所述步驟(2)中紡絲液中成纖聚合物質量分數為1.5～20％。