[发明专利]光致发光纤维的离心纺丝制备方法

说明书

本发明提供了一种光致发光纤维的离心纺丝制备方法。首先将量子点和高分子聚合物共混于溶剂中，配制成预定质量分数的量子点/高分子聚合物混合纺丝液，然后采用平面接收式离心纺装置，将纺丝液进行离心纺丝，得到光致发光纤维。本发明所制备的光致发光纤维，由于量子点均匀分散在高分子聚合物纤维主体中，具有优异的光学稳定性能。本发明提供的平面接收式离心纺丝工艺操作简易、产量大、效率高、成本低廉、适用范围广，具有产业化的巨大价值。

技术领域

本发明涉及纤维材料领域，具体涉及一种光致发光纤维的离心纺丝制备方法。

背景技术

光致发光纤维是指在紫外光源激发下，发光中心发生电子跃迁而产生新的发射光的新型功能纤维。随着高分子聚合物功能改性技术的不断进步，使得一些新型光致发光材料走入高分子的世界，并通过与纺丝工艺的结合使得单基色、多基色以及智能调色发光纤维相继问世并实现量产。由于光致发光纤维具有优异的隐身、伪装、防伪和荧光指示等功能，已经被广泛用于航天航空、柔性显示、人体健康监测器、产品防伪识别等领域。

量子点具有优异的发光性能，具体体现在发射光谱可调节，不同尺寸和种类的量子点发光光谱处于不同的波段区域；具有宽的激发光谱和窄的发射光谱，以及较大的斯托克斯位移。而且量子点还具备良好的生物相容性，被广泛应用于发光器件、生物医学、能源材料等领域，是一种优异的发光载体材料。

申请号为CN201610689546.1的发明专利中公开了一种纳米发光纤维及其制备方法，先将量子点加入到有机溶剂中配制成量子点溶液，然后在量子点溶液中加入溶液添加剂混合均匀后，再加入固态聚合物，形成均匀的具有一定导电性和粘度的量子点纺丝溶液，再利用静电纺丝制备出纳米发光纤维，发光性能良好，但是该纺丝方法效率较低，制备出的纤维强度较差，无法实现大规模量产，不能满足市场的需求，而且该方法只适用于油溶性量子点的纺丝溶液，适用范围窄。

离心纺丝是借助离心力将高分子聚合物溶液或熔体经喷丝孔甩出形成射流，并在惯性力、粘滞力和空气阻力的共同作用下，迅速被拉细固化形成超细纤维，并快速向收集器运动，是一种同时适用于溶液纺和熔融纺的新型纺丝技术。离心纺工艺产量大，效率高，成本低，适用的纺丝原料范围广，适合大规模工业生产，其制备的纤维产品可应用于生物医药、空气过滤、能源等领域。现有技术中，离心纺主要采用环形收集的方式，但是这种收集方式不利于离心纺的产业化，且获得的纤维为不连续的短丝。

申请号为CN201910431025.X的发明专利公开了一种平面接收式离心纺自动生产设备及方法，喷丝器在高速旋转时喷出的纺丝溶液呈螺旋线下降收集在设置于喷丝器下方且连续传送的收集装置上，实现纤维的连续收集，并且解决了连续长丝的制备问题。目前暂无利用离心纺制备发光纤维的方法，此发明在保证连续收集纤维的基础上，同步实现了纤维光致发光特性。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种光致发光纤维的离心纺丝制备方法，以量子点为发光材料，高分子聚合物为纺丝主体，首先将量子点和高分子聚合物共混于溶剂中，配制成预定质量分数的量子点/高分子聚合物混合纺丝液，然后采用平面接收式离心纺装置，将纺丝液进行离心纺丝，制备得光致发光纤维。本发明提供的平面接收式离心纺丝工艺操作简易、产量大、效率高、成本低廉，具有产业化的巨大价值。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种光致发光纤维的离心纺丝制备方法，采用平面接收式离心纺装置来制备，包括如下步骤：

S1、制备量子点；

S2、制备纺丝液：将量子点与高分子聚合物共混于溶剂中，搅拌处理，得到预定质量分数的量子点/高分子聚合物纺丝液；

S3、离心纺丝制备光致发光纤维：将步骤S2所述的纺丝液注入平面接收式离心纺装置中，进行离心纺丝，得到光致发光纤维。

优选的，在步骤S2中，所述纺丝液中量子点的质量分数为0.1～10wt％，高分子聚合物的质量分数为15～50wt％。