[发明专利]一种双组分复合光致发光纱线的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种双组分复合光致发光纱线，将至少一种长余辉材料和纤维素溶解，经脱泡得到纺丝液，进行静电纺丝得到纳米光致发光纤维素纤网；将棉进行干法成网或湿法成网得到棉纤网；最后将两种纤网制成纱线后进行赛络菲尔纺，得到双组分复合光致发光纱线。本发明的双组分复合光致发光纱线发光效果稳定，机械性能优良，可减少长余辉材料的使用量，绿色环保，可实现棉材料的防伪，检测方法简便高效。

技术领域

本发明涉及纳米纤维制备技术领域，尤其涉及一种双组分复合光致发光纱线的制备方法及其应用。

背景技术

光致发光材料是指在紫外光、可见光或红外光激发下，发光中心吸收激发光辐射的能量，发生电子跃迁而产生可见光的材料。随着科技的发展和人类需求的扩大，一些光致发光材料与纺丝工艺相结合制成光致发光纤维、光致发光纱线并以此为基础制成新型智能纺织品，或利用光致发光纤维或纱线的性质用在防伪、人体健康检测器、航空航天以及气体传感器等领域。而光致发光材料又分为荧光粉材料、长余辉发光材料以及上转化发光材料。长余辉发光材料能够储存光源辐射的能量，并在一定温度下以可见光的形式释放出来，时长可达数小时甚至数天。长余辉发光材料包括了基质材料、基质离子、激活离子和共激活离子，激活离子和共激活离子都属于掺杂离子，目前使用较多的掺杂离子均为稀土离子，一般激活离子是作为长余辉材料的发光中心，存在共激活离子时，共激活离子一般是作为其他发光中心或者辅助激活剂而存在。

目前有研究人员对光致发光材料和静电纺丝等进行了相关研究。如专利CN201711192104.7提供了一种长余辉发光纤维素的制备方法，以铝酸盐为发光体系，利用纳米二氧化硅以及氨基硅烷进行接枝改性，再利用氢键与纤维素表面的集团进行吸附，但是存在吸附不稳定的问题，导致产品可能在一定外力作用下受到破坏，导致发光体系不稳定甚至无法发光的问题；专利CN201910913013.0公开了一种光致发光纤维，其以量子点为发光体系，以高聚物为主体，利用离心纺丝制备得到光致发光纤维，但是离心纺丝制备得到的纤维细度和均匀性不太理想，并且有溶剂残留等问题；专利CN202010041718.0公开了一种利用静电纺丝制备发光膜的方法，其以静电纺丝为方法，将长余辉粒子混入高聚物溶液中进行纺丝，但是其高分子溶液中混入了大量溶剂，造成环境污染问题。因此，仍需寻找一种发光体系稳定、绿色环保的光致发光纤维。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种双组分复合光致发光纱线，发光时间长、可吸收多种光源、发光体系稳定，纤维细度和均匀度较好，所用原料环保均可降解，制备得到的纱线兼顾了机械性能以及防伪应用。

本发明的第一个目的是提供一种双组分复合光致发光纱线的制备方法，包括以下步骤：

(1)将长余辉材料和纤维素溶解并分散均匀，经过滤脱泡得到纺丝液，对纺丝液进行静电纺丝，得到纳米光致发光纤维素纤网；

将棉制成棉纤网；

(2)将纳米光致发光纤维素纤网和棉纤网分别进行集束牵伸，对得到的纳米光致发光纤维素纱线和棉纱线进行赛络菲尔纺，得到双组分复合光致发光纱线。

进一步地，在步骤(1)中，用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶解长余辉材料或纤维素，其制备成的纺丝液用于静电纺丝得到的纤网细度均匀，可稳定负载长余辉材料，且不会引入其他离子产生干扰。本领域技术人员可以理解，可以采用其他溶剂同时溶解长余辉材料和纤维素，均属于对本发明做出的常规替换。

进一步地，在步骤(1)中，静电纺丝的电压为15-30kV，接收距离为10-22cm，挤出速度为0.1-3ml/h。

进一步地，在步骤(1)中，先将含有长余辉材料和纤维素的溶液以转速为500-1000rpm、温度为25-100℃搅拌2-12h，再超声分散0.5-2h，经脱泡得到纺丝液。

进一步地，在步骤(1)中，通过干法成网或湿法成网将棉制成棉纤网。