本发明涉及发光材料,尤其涉及一种室温磷光海藻酸钠功能纤维的制备方法。
背景技术:
1、发光纤维一直都是功能纤维的研究热点,一般是指在紫外光或可见光的激发下能够发射荧光或磷光的纤维,具有光致发光、光致发光变色或者长余辉等功能,通常应用于防伪加密或者信息存储等领域。
2、发光纤维的制备方法主要是两种:一种方法是将能够发光的直接染料对纤维进行处理,该方法操作简单,但是对直接染料的要求较高,需要与纤维形成阴阳离子或者盐键等相互作用,这种方法制备的纤维耐水洗性和耐久性不够理想,因此它还需要抗水抗油剂和整理剂等对其进行后处理;另一种方法是将能够发光的活性染料对纤维进行处理,该方法需要特定的ph、温度和催化剂等,活性染料能与纤维形成稳定的共价键,该方法制备的纤维的耐水性和耐久性要优于第一种方法。
3、材料的结构和发光过程不同,其荧光和磷光的寿命也会有很大差异。由于发光机制的特殊性,磷光很容易被氧气淬灭,对温度也较为敏感。因此,通常很难在室温空气中观察到磷光发射。然而,一般情况下要实现有机长余辉发光,恰恰需要材料产生超长寿命的磷光。这为获得效率高、寿命长的有机长余辉材料带来了极大的挑战。尽管很多发光纤维已被开发出来,然而超长寿命有机室温磷光功能纤维的制备比较困难,相关的研究和产品也比较少。
技术实现思路
1、针对现有室温磷光发光纤维寿命短的问题,本发明提供一种室温磷光海藻酸钠功能纤维的制备方法,包括以下步骤:
2、1)将海藻酸钠纤维浸入酸性溶液中酸化,再加入1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(edc)和n-羟基琥珀酰亚胺(nhs),继续搅拌,制得活化海藻酸钠纤维混合液;
3、2)将1-氨基芘溶于四氢呋喃溶液中活化海藻酸钠纤维,进行超声波震荡处理,剧烈搅拌下将其缓慢加入到步骤1)所得混合液中,再持续搅拌24h;
4、3)用四氢呋喃对步骤2)搅拌后溶液中的海藻酸钠纤维进行洗涤,再用去离子洗涤后真空干燥,即制得室温磷光海藻酸钠功能纤维。
5、海藻酸钠是一种天然多糖,提取于褐藻或马尾藻,具有生物相容性好、可水溶液加工以及强分子内与分子间氢键相互作用等优点,在海洋新材料领域作为优良载体吸引了研究人员的广泛关注,其中海藻酸钠纤维制品已应用于诸多领域。1-氨基芘由于孤对电子与芳环之间的电子相互作用能够促进它的系间穿越,这能使更多的受激单线态电子跃迁到三线态,从而产生磷光。海藻酸钠的氢键相互作用能够抑制接枝到分子链的氨基-分子的非辐射跃迁,形成刚性基质,从而使其产生超长寿命室温磷光。
6、在本发明中,首先采用酸性溶液对纤维中的羧酸钠基团进行活化,暴露活性羧基,再用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺将活性基团酯化,从而将海藻酸钠的羧酸钠基团活化为活性酯,活性酯基团与1-氨基芘酰化反应后,从而实现海藻酸钠纤维和磷光材料以稳定的共价键形式连接。
7、进一步,本发明酸性溶液的ph值为3~4,为稀盐酸或者2-吗啉乙磺酸缓冲液。
8、进一步,以100重量份海藻酸钠纤维计,本发明方法中酸性溶液为5~15重量份、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐为80~120重量份、n-羟基琥珀酰亚胺为40~60重量份、1-氨基芘为10~30重量份;1-氨基芘与四氢呋喃的重量比为(2-4):1。
9、本发明的优点在于:
10、1)本发明通过海藻酸钠纤维与活性染料1-氨基芘在一定条件下的反应制备出了有机室温磷光功能纤维,其荧光发射波长为380~410nm,最长磷光寿命为1236毫秒,海藻酸钠有机室温磷光纤维可以进一步织成磷光功能织物,可以应用于防伪加密和信息存储等领域。
11、2)本发明的室温磷光海藻酸钠功能纤维具有刺激响应的功能性,在不同激发波长下表现出从绿色到黄色再到红色的余辉颜色,其中某一种纤维在停止254nm紫外光的照射后,其余辉颜色表现出延迟时间响应性,随着余辉持续时间的增加,余辉的颜色从黄白色变为绿色。
12、3)本发明的室温磷光海藻酸钠功能纤维通过活性染料进行染色,具有较好的耐水和耐油性能,其在水和有机溶剂中可以稳定存在,遇到水后,其荧光波长发生变化在494nm产生新的荧光发射峰,重新干燥后,其荧光和磷光性质又恢复到原先的状态,表现出一定的水响应的发光特点。
1.一种室温磷光海藻酸钠功能纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1)中,所述酸性溶液为稀盐酸或者2-吗啉乙磺酸缓冲液,ph为3~4。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每100重量份海藻酸钠纤维对应5~15重量份酸性溶液、80~120重量份1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、40~60重量份n-羟基琥珀酰亚胺、10~30重量份1-氨基芘。
