CN106554772B - 一种稀土发光纤维的制备方法 - Google Patents
一种稀土发光纤维的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106554772B CN106554772B CN201610986316.1A CN201610986316A CN106554772B CN 106554772 B CN106554772 B CN 106554772B CN 201610986316 A CN201610986316 A CN 201610986316A CN 106554772 B CN106554772 B CN 106554772B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rare earth
- preparation
- bisphenol
- fiber
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 138
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 119
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- 229940106691 bisphenol a Drugs 0.000 claims abstract description 46
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 125
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 67
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 49
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 19
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 8
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000011017 operating method Methods 0.000 claims description 6
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 16
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 12
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N Phenanthrene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 3
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- -1 rare earth ions Chemical class 0.000 description 18
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- GAGGCOKRLXYWIV-UHFFFAOYSA-N europium(3+);trinitrate Chemical compound [Eu+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GAGGCOKRLXYWIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- YJVUGDIORBKPLC-UHFFFAOYSA-N terbium(3+);trinitrate Chemical compound [Tb+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YJVUGDIORBKPLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- PYGKPPDIQDANRM-UHFFFAOYSA-N C(C)O.[N+](=O)([O-])[O-].[Tb+3].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] Chemical compound C(C)O.[N+](=O)([O-])[O-].[Tb+3].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] PYGKPPDIQDANRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 3
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid group Chemical group C(C1=CC=CC=C1)(=O)O WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- UIPXSFPPMLNERL-UHFFFAOYSA-N ethanol europium(3+) trinitrate Chemical compound C(C)O.[N+](=O)([O-])[O-].[Eu+3].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] UIPXSFPPMLNERL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 2
- 238000002464 physical blending Methods 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- ZYUVGYBAPZYKSA-UHFFFAOYSA-N 5-(3-hydroxybutan-2-yl)-4-methylbenzene-1,3-diol Chemical compound CC(O)C(C)C1=CC(O)=CC(O)=C1C ZYUVGYBAPZYKSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- NHADDZMCASKINP-HTRCEHHLSA-N decarboxydihydrocitrinin Natural products C1=C(O)C(C)=C2[C@H](C)[C@@H](C)OCC2=C1O NHADDZMCASKINP-HTRCEHHLSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- FIQMHBFVRAXMOP-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphane oxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1P(C=1C=CC=CC=1)(=O)C1=CC=CC=C1 FIQMHBFVRAXMOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/003—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table without C-Metal linkages
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
- D01F1/106—Radiation shielding agents, e.g. absorbing, reflecting agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/90—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyamides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开一种稀土发光纤维的制备方法，以双酚A、1.10‑菲罗啉和稀土硝酸盐为基础原料制备；并具体公开了两种制备工艺，传统稀土发光材料的基质多为无机材料，与高分子溶液相容性差，无法形成均匀稳定的荧光纤维；本发明采用双酚A和邻菲罗啉与稀土元素形成配位化合物，在紫外光源的激发下能形成有效的能量传递，获得高量子效率、高发光强度、能与高分子材料有效互溶的荧光粉体，并制备发光纤维。采用本发明的配合物制备的稀土发光纤维，不但得到荧光效果更好的纤维材料，而且可以大大提高其热稳定性，大幅度降低熔融纺丝制备荧光纤维过程中稀土配合物的降解，提高了荧光纤维的耐用性，从而可以大量生产高品质荧光纤维，具有工业化前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种光致荧光纤维的制备方法，尤其涉及一种纤维用稀土发光配合物的制备方法。
背景技术
由于含三价稀土离子的配合物具有优异的荧光性能，广泛应用于荧光测定、荧光标记、紫外探测器、电致发光器件和分子生物等方面，作为一种重要的功能纤维，荧光纤维也被广泛的应用于防伪产品、标签、装饰物等方面，其研究和发展一直举世瞩目，并且稀土荧光纤维的研究已成为荧光纤维研究的一个重要组成部分。在传统的稀土荧光纤维中，发光材料主要是无机稀土化合物，由于无机稀土化合物具有不熔融、易团聚、难以分散的特点，使得含有无机稀土化合物混合体系的流变性和可纺性都很不好，制备的纤维力学性能较差。
稀土配合物的研发和应用，为获得力学性能和光学性能稳定的荧光纤维提供了有利条件。稀土离子对紫外光吸收弱，发光效率低，与稀土离子恰好相反，有机配体在紫外光区有较强的吸收，且稀土配合物中如果具备了适宜的条件，有机配体就能够有效地将其激发态的能量通过无辐射跃迁传递给稀土离子的激发态，从而使稀土离子发射其特征的荧光。这就成功地弥补了稀土离子对紫外光的消光系数很小的缺陷，大幅度的增强稀土离子的特征光。因此稀土配合物发光具有发射波长分布区域光、发光谱带窄、色纯度高、激发态寿命长、转换效率高等优点。另外，稀土配合物能与高分子材料形成有效的互溶，可以形成发光均匀的荧光纤维。 然而稀土配合物的弱点是热学及化学稳定性较差，尤其应用于熔融纺丝制备长纤维，在熔融的过程中，有些稀土配合物会发生分解，从而无法得到预期的荧光效果。本发明公开了一种热稳定性优异，适宜熔融纺丝的稀土配合物并制备了发光均匀稳定的长纤维。
文献 (H.Zhang,H. W.Song,B.Dong et al.J.Phy.Chem,2008,112,9155-9162)中 把 Eu(BA)3(TPPO)2掺杂在 PVP(Poly Vinyl Pyrrolidone，聚乙烯吡咯烷酮 ) 中进行复合纺丝，制备了抗漂白能力强、 发光稳定的复合纳米纤维 ；由于配体与Eu(Ⅲ)离子的能级匹配情况不是很好，所造成配合物的发光强度不是很高。中国专利 CN101381901A，申请号 ：200810042269.0，制备了一系列有机小分子荧光化合物掺杂到聚丙烯中进行熔融纺丝，制备出发光性能良好、不同发光颜色的聚丙烯发光纤维 ；这类用纯有机小分子制备的纤维，耐氧化性、色纯度、发光效率以及发光强度较差。
目前采用苯甲酸-菲啰啉-稀土硝酸盐配合物很普遍，然而苯甲酸耐热性差，在熔融纺丝过程中易分解，从而影响荧光纤维的品质。
有鉴于上述现有的稀土发光纤维制备存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种稀土发光纤维的制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的稀土发光纤维制备存在的缺陷，而提供一种新型稀土发光纤维的制备方法，提高耐热性，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的稀土发光纤维的制备方法，包括如下的操作步骤，步骤一，制备稀土配合物，按照摩尔配比为：双酚A∶1.10-菲啰啉∶稀土硝酸盐=（0.1~5）:6:（0.1~3）称料，将双酚A与1.10-菲啰啉置于溶剂中充分搅拌溶解，得到混合溶液，将稀土硝酸盐充分溶于溶剂后，加入到双酚A与1.10-菲啰啉的混合溶液中，在加温下搅拌，得到沉淀；
将得到的沉淀溶液进行抽滤，得到沉淀粉体，将沉淀粉体置于表面皿中，烘干，保温，得到稀土配合物；
步骤二，称取载体纤维和步骤一制备的稀土配合物，将稀土配合物加入载体纤维后充分混合均匀，将混合好的材料在加热条件下通过熔体纺丝工艺加工得到荧光纤维。
前述的稀土发光纤维的制备方法，所述步骤一中的溶剂为乙醇、丙醇、丙酮等（醇类、酮类）。
前述的稀土发光纤维的制备方法，所述步骤一中稀土硝酸盐溶于溶剂后，加入到双酚A与1.10-菲啰啉的混合溶液中，在20-70℃条件下，搅拌1-3h得到沉淀。
前述的稀土发光纤维的制备方法，所述步骤一中沉淀粉体在30-60℃条件下烘干，保温3-6h，得到稀土配合物。
前述的稀土发光纤维的制备方法，所述步骤二中，稀土配合物为载体纤维质量分数的0.1wt.%-1wt.%。
前述的稀土发光纤维的制备方法，所述稀土硝酸盐为Sm、Eu、Gd、Tb、Dy的硝酸盐，或者其中任意两种及以上的混合物。
前述的稀土发光纤维的制备方法，所述步骤二中，稀土配合物加入到载体纤维后，混合好的材料的加工温度为180-300℃。
前述的稀土发光纤维的制备方法，所述载体纤维为纤维级材料，为PA6、PA66、PP其中的任意一种。
前述的稀土发光纤维的制备方法，包括如下的操作步骤，
步骤一，称取原材料，双酚A、1.10—菲啰啉和稀土硝酸盐的物质的量比为0.1~5:6:0.1~3；
步骤二，配制稀土硝酸盐乙醇溶液:将称取的稀土硝酸盐溶解在乙醇溶剂中，得到稀土硝酸盐乙醇溶液；
步骤三，配制1.10—菲啰啉乙醇溶液：将称取的1.10—菲啰啉溶解在乙醇溶剂中，得到1.10—菲啰啉乙醇溶液；
步骤四，配制双酚A乙醇溶液：将称取的双酚A溶解在乙醇溶剂中，得到双酚A乙醇溶液；
步骤五，制备稀土配合物发光材料：将稀土硝酸盐乙醇溶液和1.10—菲啰啉乙醇溶液在加热条件下搅拌后，加入到双酚A乙醇溶液中，在加热条件下继续搅拌后室温静置，抽滤，用无水乙醇和去离子水分别洗涤，最后烘干，得到粉末固体，即为目标产物。
前述的稀土发光纤维的制备方法，所述稀土硝酸盐为Sm、Eu、Gd、Tb或Dy的硝酸盐，或者其中任意两种及以上的混合物。
借由上述技术方案，本发明的稀土发光纤维的制备方法至少具有下列优点：
传统稀土发光材料的基质多为无机材料，与高分子溶液相容性差，无法形成均匀稳定的荧光纤维；本发明采用双酚A和邻菲罗啉与稀土元素形成配位化合物，在紫外光源的激发下能形成有效的能量传递，获得高量子效率、高发光强度、能与高分子材料有效互溶的荧光粉体，并制备发光纤维。
制备方法中主要有单体配制方式，多种稀土粉体物理共混的调色配制方式以及多种稀土硝酸盐共同溶于乙醇溶液后再加入到双酚A、1.10-菲啰啉混合溶液中形成化学混合的能量传递配制方式。主要原理是根据原子的极性达到电子配对形成配合物，制备成稀土荧光粉体材料，然后以物理共混的方法将稀土荧光粉体材料均匀分散在纤维载体中，最终制备成荧光纤维。其发光机理是一种微观的物理过程，由于稀土元素特殊的电子结构，使得其原子外层电子在紫外激发下可以发生能级跃迁，同时将紫外光转化为可见光。
采用本发明的制备方法制备的稀土发光纤维，不但得到荧光效果更好的纤维材料，而且可以大大提高稀土配合物的耐热性，大幅度降低熔融纺丝制备荧光纤维过程中稀土配合物的降解，从而可以大量生产高品质荧光纤维，具有工业化前景。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1为实施例1Eu稀土0.1wt%发光纤维在紫外光照射下的照片；
图2为实施例2Tb稀土0.1wt%发光纤维在紫外光照射下的照片；
图3为实施例3Eu和Tb稀土0.1wt%发光纤维在紫外光照射下的照片；
图4为实施例1Eu稀土0.1wt%发光纤维的发射光谱图，激发波长为296nm，最大发射峰位于615nm，横坐标为波长，纵坐标为强度；
图5为实施例2Tb稀土0.1wt%发光纤维的发射光谱图，激发波长为296nm，最大发射峰位于544nm，横坐标为波长，纵坐标为强度；
图6为实施例3Eu和Tb稀土0.1wt%发光纤维的发射光谱图，激发波长为296nm，最大发射峰位于615nm，横坐标为波长，纵坐标为强度；
图7为第一种制备方法中Eu和Tb稀土配合物的DTA图；
图8实施例4~6制备流程图
图9为实施例4Eu稀土配合物发光材料在紫外光照射下的照片；
图10为实施例5Tb稀土配合物发光材料在紫外光照射下的照片；
图11为实施例6Eu和Tb稀土配合物发光材料在紫外光照射下的照片；
图12为实施例4Eu稀土配合物的发射光谱图，激发波长为340nm,最大发射峰位于615nm，横坐标为波长，纵坐标为强度；
图13为实施例5Tb稀土配合物的发射光谱图，激发波长为350nm,最大发射峰位于541nm，横坐标为波长，纵坐标为强度；
图14为实施例6Eu和Tb稀土配合物的发射光谱图，激发波长为350nm,最大发射峰位于615nm，横坐标为波长，纵坐标为强度。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的稀土发光纤维的制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
本发明所提供的应用稀土配合物制备荧光纤维材料方法的具体步骤如下：
按照摩尔配比为：双酚A∶1.10-菲啰啉∶硝酸铕=4∶6∶1称料，将双酚A与1.10-菲啰啉置于溶剂中充分搅拌溶解，将硝酸铕充分溶于溶剂后加入到双酚A与1.10-菲啰啉的混合溶液中在温度为60℃条件下，搅拌时间为2h得到沉淀。将得到的沉淀溶液进行抽滤，得到沉淀粉体。将沉淀粉体置于表面皿中，在50℃条件下进行烘干，保温时间3-6h。
称取质量为200g的纤维级PA6粉末，然后按质量分数为0.1wt%称取Eu荧光配合物，加入到PA6粉体当中，充分混合均匀后，通过熔体纺丝工艺制备荧光纤维，四区温度分别为210℃、265℃、265℃、275℃，喷丝组件温度为260℃，纺速为8.5r/min。荧光纤维效果以及荧光强度如图1和图4，从两张图中可以看出Eu离子存在于纤维中，这种纤维可以将紫外光转化为可见光，从而达到防紫外的效果。
实施例2
本发明所提供的应用稀土配合物制备荧光纤维材料方法的具体步骤如下：
按照摩尔配比为：双酚A∶1.10-菲啰啉∶硝酸铽=4∶6∶1称料，将双酚A与1.10-菲啰啉置于溶剂中充分搅拌溶解，将硝酸铽充分溶于溶剂后加入到双酚A与1.10-菲啰啉的混合溶液中在温度为60℃条件下，搅拌时间为2h得到沉淀。将得到的沉淀溶液进行抽滤，得到沉淀粉体。将沉淀粉体置于表面皿中，在50℃条件下进行烘干，保温时间4h。
称取质量为200g的纤维级PA6粉末，然后按质量分数为0.1wt%称取Tb荧光配合物，加入到PA6粉体当中，充分混合均匀后，通过熔体纺丝工艺制备荧光纤维，四区温度分别为210℃、265℃、265℃、275℃，喷丝组件温度为260℃，纺速为8.5r/min。荧光纤维效果以及荧光强度如图2和图5，从两张图中可以看出Tb离子存在于纤维中，这种纤维可以将紫外光转化为可见光，从而达到防紫外的效果。
实施例3
本发明所提供的应用稀土配合物制备荧光纤维材料方法的具体步骤如下：
按照摩尔配比为：双酚A∶1.10-菲啰啉∶硝酸铕和硝酸铽混合物=4∶6∶1称料，将双酚A与1.10-菲啰啉置于溶剂中充分搅拌溶解，将硝酸铕和硝酸铽混合物充分溶于溶剂后加入到双酚A与1.10-菲啰啉的混合溶液中在温度为60℃条件下，搅拌时间为2h得到沉淀。将得到的沉淀溶液进行抽滤，得到沉淀粉体。将沉淀粉体置于表面皿中，在50℃条件下进行烘干，保温时间4h。
称取质量为200g的纤维级PA6粉末，然后按质量分数为0.1wt%称取Eu：Tb=20：1的化学混合能量传递配制方式的荧光配合物，加入到PA6粉体当中，充分混合均匀后，通过熔体纺丝工艺制备荧光纤维，四区温度分别为210℃、265℃、265℃、275℃，喷丝组件温度为260℃，纺速为8.5r/min。荧光纤维效果以及荧光强度如图3和图6，从两张图中可以看出Tb、Eu离子存在于纤维中，这种纤维可以将紫外光转化为可见光，从而达到防紫外的效果。
图7为稀土配合物的DTA曲线，从图中可以看出稀土配合物的分解温度为420℃，具有良好的热稳定性，可在温度较高的条件下存在于纺丝基体中，为溶体纺丝制备荧光纤维可行性提供重要依据。
实施例4
第二种制备方法，包括如下操作步骤，制备流程如图8所示，
步骤一，按物质的量比为4:6:1称取双酚A、1.10-菲啰啉、稀土硝酸铕；
步骤二，稀土硝酸铕乙醇溶液的配制:将称好的稀土硝酸铕溶解在99.7% 的乙醇中得到稀土硝酸铕乙醇溶液（溶液1）；
步骤三，1.10—菲啰啉乙醇溶液的配制：将称好的1.10—菲啰啉溶解在99.7% 的乙醇中得到1.10—菲啰啉乙醇溶液（溶液2）；
步骤四，双酚A乙醇溶液的配制：将称好的双酚A溶解在99.7% 的乙醇中得到双酚A乙醇溶液（溶液3）；
步骤五，稀土配合物发光材料的制备：溶液1和溶液2在60℃条件下搅拌30min，然后加入到溶液3，在60℃条件下继续搅拌6h后，室温下静置24h，抽滤，用无水乙醇洗涤沉淀5次，再用去离子水洗涤沉淀5次，最后80℃烘干12小时，得到粉末固体，即双酚A、1.10—菲啰啉与稀土铕的配合物。该稀土配合物在空气中稳定，易溶于DMF，难溶于水、乙醇。荧光纤维效果以及荧光强度如图9和图12。
实施例5
第二种制备方法，包括如下操作步骤：
步骤一，按物质的量比为4:6:1称取双酚A、1.10—菲啰啉、稀土硝酸铽；
步骤二，稀土硝酸铽乙醇溶液的配制:将称好的稀土硝酸铕溶解在99.7% 的乙醇中得到稀土硝酸铽乙醇溶液（溶液1）；
步骤三，1.10—菲啰啉乙醇溶液的配制：将称好的1.10—菲啰啉溶解在99.7% 的乙醇中得到1.10—菲啰啉乙醇溶液（溶液2）；
步骤四，双酚A乙醇溶液的配制：将称好的双酚A溶解在99.7% 的乙醇中得到双酚A乙醇溶液（溶液3）；
步骤五，稀土配合物发光材料的制备：溶液1和溶液2在60℃条件下搅拌30min，然后加入到溶液3，在60℃条件下继续搅拌6h后，室温下静置24h，抽滤，用无水乙醇洗涤沉淀5次，再用去离子水洗涤沉淀5次，最后80℃烘干12小时，得到粉末固体，即双酚A、1.10—菲啰啉与稀土铽的配合物。该稀土配合物在空气中稳定，易溶于DMF，难溶于水、乙醇。荧光纤维效果以及荧光强度如图10和图13。
实施例6
第二种制备方法，包括如下操作步骤：
步骤一，按物质的量比为4:6:1称取双酚A、1.10—菲啰啉、硝酸铕和硝酸铽混合物；
步骤二，稀土硝酸铽乙醇溶液的配制:将称好的硝酸铕和硝酸铽混合物溶解在99.7% 的乙醇中得到稀土硝酸铽乙醇溶液（溶液1）；硝酸铕和硝酸铽混合物质量比为20:1；
步骤三，1.10—菲啰啉乙醇溶液的配制：将称好的1.10—菲啰啉溶解在99.7% 的乙醇中得到1.10—菲啰啉乙醇溶液（溶液2）；
步骤四，双酚A乙醇溶液的配制：将称好的双酚A溶解在99.7% 的乙醇中得到双酚A乙醇溶液（溶液3）；
步骤五，稀土配合物发光材料的制备：溶液1和溶液2在60℃条件下搅拌30min，然后加入到溶液3，在60℃条件下继续搅拌6h后，室温下静置24h，抽滤，用无水乙醇洗涤沉淀5次，再用去离子水洗涤沉淀5次，最后80℃烘干12小时，得到粉末固体，即双酚A、1.10—菲啰啉与稀土铽的配合物。该稀土配合物在空气中稳定，易溶于DMF，难溶于水、乙醇。荧光纤维效果以及荧光强度如图11和图14。
实施例4~6的效果通过荧光光谱对其荧光性能进行了分析，结果表明，新生成的配合物都有荧光性能。第二种制备方法操作简单，荧光寿命高，可承受大功率电子束，高能辐射和强紫外光的作用。此种稀土发光材料在生物荧光材料、荧光装饰材料、荧光防伪材料、发光纤维方面具有广阔的应用前景。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种稀土发光纤维的制备方法，其特征在于：以双酚A、1，10-菲啰啉和稀土硝酸盐为基础原料制备，包括如下的操作步骤，
步骤一，制备稀土配合物，按照摩尔配比为：双酚A∶1，10-菲啰啉∶稀土硝酸盐=0.1~5:6:0.1~3称料，将双酚A与1，10-菲啰啉置于溶剂中充分搅拌溶解，得到混合溶液，将稀土硝酸盐充分溶于溶剂后，加入到双酚A与1，10-菲啰啉的混合溶液中，在加温下搅拌，得到沉淀；将得到的沉淀溶液进行抽滤，得到沉淀粉体，将沉淀粉体置于表面皿中，烘干，保温，得到稀土配合物；
步骤二，称取载体纤维和步骤一制备的稀土配合物，将稀土配合物加入载体纤维后充分混合均匀，将混合好的材料在加热条件下通过熔体纺丝工艺加工得到荧光纤维。
2.根据权利要求1所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤一中稀土硝酸盐溶于溶剂后，加入到双酚A与1，10-菲啰啉的混合溶液中，在20-70℃条件下，搅拌1-3h得到沉淀。
3.根据权利要求1所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤一中沉淀粉体在30-60℃条件下烘干，保温3-6h，得到稀土配合物。
4.根据权利要求1所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，稀土配合物为载体纤维质量分数的0.1wt%-1wt%。
5.根据权利要求1所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，稀土配合物加入到载体纤维后，混合好的材料的加工温度为180-300℃。
6.根据权利要求1~5任一项所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于：所述稀土硝酸盐为Sm、Eu、Gd、Tb、Dy的硝酸盐，或者其中任意两种及以上的混合物。
7.根据权利要求1~5任一项所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于：所述载体纤维为纤维级材料，为PA6、PA66、PP其中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于：包括如下的操作步骤，
步骤一，称取原材料，双酚A、1，10-菲啰啉和稀土硝酸盐的物质的量比为0.1~5:6:0.1~3；
步骤二，配制稀土硝酸盐乙醇溶液:将称取的稀土硝酸盐溶解在乙醇溶剂中，得到稀土硝酸盐乙醇溶液；
步骤三，配制1，10-菲啰啉乙醇溶液：将称取的1，10-菲啰啉溶解在乙醇溶剂中，得到1，10-菲啰啉乙醇溶液；
步骤四，配制双酚A乙醇溶液：将称取的双酚A溶解在乙醇溶剂中，得到双酚A乙醇溶液；
步骤五，制备稀土配合物发光材料：将稀土硝酸盐乙醇溶液和1，10-菲啰啉乙醇溶液在加热条件下搅拌后，加入到双酚A乙醇溶液中，在加热条件下继续搅拌后室温静置，抽滤，用无水乙醇和去离子水分别洗涤，最后烘干，得到粉末固体，即为目标产物。
9.根据权利要求8所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于：所述稀土硝酸盐为Sm、Eu、Gd、Tb或Dy的硝酸盐，或者其中任意两种及以上的混合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610986316.1A CN106554772B (zh) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | 一种稀土发光纤维的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610986316.1A CN106554772B (zh) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | 一种稀土发光纤维的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106554772A CN106554772A (zh) | 2017-04-05 |
| CN106554772B true CN106554772B (zh) | 2018-10-30 |
Family
ID=58444744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610986316.1A Active CN106554772B (zh) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | 一种稀土发光纤维的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106554772B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108950795A (zh) * | 2017-05-20 | 2018-12-07 | 宜兴市艺蝶针织有限公司 | 一种自发光袜子的生产工艺 |
| CN108547009B (zh) * | 2018-04-28 | 2020-08-11 | 大连工业大学 | 一种纳米荧光纤维材料及其制备方法 |
| CN110724413A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-24 | 北方工业大学 | 一种用于丝网印刷的水性荧光导电油墨、其制备方法及应用 |
| CN113801410B (zh) * | 2021-11-02 | 2022-10-18 | 大连工业大学 | 一种具备荧光特性的碳纤维增强氟碳树脂复合材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104774403A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-15 | 浙江乔兴建设集团湖州智能科技有限公司 | 一种新型荧光pvc电线电缆护套料的制备方法 |
| CN105040140A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-11-11 | 北京石油化工学院 | 一种掺铽的复合导电绿色发光的纳米纤维及其制备方法 |
-
2016
- 2016-11-09 CN CN201610986316.1A patent/CN106554772B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104774403A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-15 | 浙江乔兴建设集团湖州智能科技有限公司 | 一种新型荧光pvc电线电缆护套料的制备方法 |
| CN105040140A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-11-11 | 北京石油化工学院 | 一种掺铽的复合导电绿色发光的纳米纤维及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 马来酸单双酚A 酯稀土的合成及热稳定性的研究;佘晓燕;《广州化工》;20081015;第36卷(第5期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106554772A (zh) | 2017-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106554772B (zh) | 一种稀土发光纤维的制备方法 | |
| CN110951486A (zh) | 一种光可调的室温磷光碳点材料及其制备方法和应用 | |
| CN110079301B (zh) | 一种有机长余辉材料及其制备方法和应用 | |
| CN101403143B (zh) | 一种采用有机荧光化合物制备荧光聚丙烯纤维的方法 | |
| Jin et al. | Thermosensitive luminous fiber based on reversible thermochromic crystal violet lactone pigment | |
| CN109679109B (zh) | 一种橙色有机超分子聚合物及其制备方法与应用 | |
| CN108504353B (zh) | 一种高性能铕、镝共掺铝酸锶长余辉荧光粉及其制备方法 | |
| CN103215041A (zh) | 一种近红外超长余辉发光纳米材料的制备方法 | |
| El‐Newehy et al. | Synthesis of lanthanide‐doped strontium aluminate nanoparticles encapsulated in polyacrylonitrile nanofibres: photoluminescence properties for anticounterfeiting applications | |
| CN110343521B (zh) | 一种热响应磷光材料、其制备方法与应用 | |
| CN106497560A (zh) | 发光性能可控的碳点基复合纳米材料及其制备方法与应用 | |
| CN111303862A (zh) | 一种双发射荧光温敏聚合物复合薄膜及其制备方法、应用 | |
| Sukthavorn et al. | Development of luminescence composite materials from poly (lactic acid) and europium‐doped magnesium aluminate for textile applications and 3D printing process | |
| CN108358957B (zh) | 一种发白光的稀土-高分子纳米球的制备方法 | |
| CN109438941B (zh) | 一种可生物降解稀土荧光薄膜的制备方法及应用 | |
| CN113087840B (zh) | 激发波长依赖型超长室温磷光聚合物材料及其制备和应用 | |
| CN104498032A (zh) | 侧挂型聚甲基丙烯酸甲酯稀土配合物发光材料及其制备方法 | |
| CN110283319A (zh) | 一种具有自愈合功能的荧光防伪凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN108192250B (zh) | 发光聚乙烯醇材料及其制备方法 | |
| CN109444096A (zh) | 一种铅离子的固相检测方法 | |
| CN110144050A (zh) | 一种具有MnO4-检测功能的稀土铕配位聚合物及其制备方法 | |
| CN110527018A (zh) | 一种蓝红光双发射荧光聚合物和其荧光纤维及制法和应用 | |
| CN105883827B (zh) | 一种具有荧光特性的硅溶胶及其制备方法 | |
| CN109721669A (zh) | 一种红光荧光聚合物和红光荧光粉及其制备法和应用 | |
| CN103696018B (zh) | 一种新型荧光晶体材料磺基水杨酸铵及其制备与用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |