CN112796127B - 一种荧光纺织品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种荧光纺织物及其制备方法，荧光纺织品包括纺织品以及复合于纺织品上的亚铜配合物。本发明通过热压工艺将亚铜配合物复合在纺织品上，得到荧光纺织品。本发明提供的荧光纺织品对环境友好、发光效率高且稳定性好，能够实现纺织品的荧光印染。同时，本发明荧光纺织品的制备工艺简单、产率高且成本低，能够实现纺织品的荧光多样化设计以及大规模制备，具有很好的应用前景。

Description

一种荧光纺织品及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能化高分子材料技术领域，尤其涉及一种荧光纺织品及其制备方法。
背景技术
纺织品的多样化设计与其使用的染料特性息息相关。随着时代潮流的发展，荧光染料逐渐被加入到纺织品设计当中。然而，常规使用的荧光染料主要是大环共轭有机化合物，依赖其相对较好的激发发射光学特性。现有的大多数有机荧光染料的毒性较强，且其分子结构在长期紫外线照射下难以保持良好的发光稳定性。同时，大规模应用的有机荧光染料也给水体造成难以想象的污染，工业废料的回收处理也变得十分困难。因此亟需寻找到一种环境友好且稳定性好的荧光材料实现低成本，高效的工业规模化生产。
随着荧光研究领域的逐步发展，金属配位化合物的荧光特性被逐步开发出来。不同于传统荧光有机染料的调节手段，金属有机配合物的荧光调节更为简便，只需改变小分子配体取代基类型和结构即可实现配合物荧光波长的调节，这无疑丰富了荧光纺织品的设计和生产。在这其中，贵金属配合物由于其高昂的成本，必然会太高荧光纺织品的价格，因此难以进入到实际的大规模工业化生产应用当中。因此，开发一种相对廉价、对环境友好、发光效率高且稳定性好的荧光染料以制备荧光纺织品十分必要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种荧光纺织品及其制备方法，本发明以亚铜配合物作为纺织品的荧光染料，所制备的荧光纺织品具有对环境友好、发光效率高且稳定性好的优点。
本发明的第一个目的是公开亚铜配合物作为纺织品的荧光染料的应用。
进一步地，亚铜配合物选自Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2、Cu2I2(3-chloropyridine)2(PPh3)2和[Cu2I2(PPh3)2(pyrazine)]n中的一种或多种；其中，3-picoline为3-甲基吡啶，PPh3为三苯基膦，3-chloropyridine为3-氯吡啶，pyrazine为吡嗪。
进一步地，亚铜配合物与纺织品的质量比为1：200。
进一步地，纺织品为聚对苯二甲酸无纺布、聚丙烯腈无纺布等。
亚铜配合物相比于贵金属配合物成本更加低廉，不仅具有很好的发光特性，同时还对环境友好。这大大降低了荧光纺织品的工业造价，使得荧光纺织品能够广泛进入销售市场成为现实。使用亚铜配合物作为荧光染料，其可调节的荧光光谱也拓宽了纺织品的设计种类，满足审美和产品设计的需要。
本发明的第二个目的是提供一种荧光纺织品，其包括纺织品以及复合于纺织品上的亚铜配合物。
进一步地，亚铜配合物选自Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2、Cu2I2(3-chloropyridine)2(PPh3)2和[Cu2I2(PPh3)2(pyrazine)]n中的一种或多种；其中，3-picoline为3-甲基吡啶，PPh3为三苯基膦，3-chloropyridine为3-氯吡啶，pyrazine为吡嗪。
进一步地，亚铜配合物与纺织品的质量比为1：200。
进一步地，纺织品为聚对苯二甲酸无纺布、聚丙烯无纺布等。
本发明的第三个目的是提供一种上述荧光纺织品的制备方法，包括以下步骤：
将纺织品浸渍于亚铜配合物的有机溶液中，然后进行热压处理，形成荧光纺织品。
进一步地，热压处理的温度为80-150℃。
进一步地，亚铜配合物的有机溶液所使用的溶剂包括丙酮和/或二甲基乙酰胺；优选为丙酮和二甲基乙酰胺的混合液。
优选地，丙酮和二甲基乙酰胺的质量比为2：1。
进一步地，热压处理为采用铝片电极加热压制。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明利用亚铜配合物作为纺织品的荧光染料，亚铜配合物具有对环境友好和发光效率高以及易处理等特点。因此，制备得到的复合荧光纺织品也具有对环境友好和发光效率高等优点。本发明采用的亚铜配合物可通过控制合成原料，借助不同配体调节配体结构，能够广泛的调节配合物的荧光发射波长。因此，本发明所提供的荧光纺织品灵活调节荧光颜色，甚至可以通过掺杂实现常见的染料颜色调节，故而其荧光颜色理论上可以覆盖整个可见光区域。
本发明利用亚铜配合物复合纺织品形成荧光纺织品，所制备的荧光纺织品对环境友好、发光效率高且稳定性好易于回收。采用亚铜配合物作为荧光染料，通过热压复合实现纺织品的荧光印刷。本发明可以通过选择不同的亚铜配合物来制备不同荧光颜色的荧光纺织品，为新型荧光纺织品的研究提供了新的理论和技术支持。而且，本发明荧光纺织品的制备工艺简单、产率高且成本低，适用于不同颜色的复合荧光纺织品的大规模制备，具有很好的应用前景。
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并配合详细附图说明如后。
附图说明
图1为本发明制备的荧光纺织品的发光特性示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明以下实施例中，所涉及的数字、符号和英文代号含义如下：
CuI为碘化亚铜，3-pc为3-甲基吡啶，tpp为三苯基膦(也称作PPh3)，pz(pyrazine)为吡嗪，PTA为聚对苯二甲酸无纺布，1@PTA为Cu2I2(3-picoline)4作为荧光染料复合聚对苯二甲酸无纺布所制得的荧光纺织品，2@PTA为Cu2I2(3-chloropyridine)2(PPh3)2作为荧光染料复合聚对苯二甲酸无纺布所制得的荧光纺织品，3@PTA为[Cu2I2(PPh3)2(pyrazine)]n作为荧光染料复合聚对苯二甲酸无纺布所制得的荧光纺织品。
实施例1：荧光染料的制备
(1)Cu2I2(3-picoline)4的制备：
室温下，按摩尔比为1:4取CuI(0.38g，2mmol)和3-甲基吡啶(0.74g，8mmol)，加入20mL丙酮中形成混合液，搅拌30min。过滤、收集，得到粉末，用丙酮洗涤两次，并在空气中干燥，最终获得Cu2I2(3-picoline)4。
(2)Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2的制备：
取Cu2I2(3-picoline)4(0.3g，0.4mmol)溶解于10mL丙酮中形成溶液A，在搅拌下将过量PPh3(0.26g，1mmol)的甲苯溶液(4mL)加入溶液A中形成混合液1，搅拌2小时使反应完全。过滤、收集，得到粉末状固体，用丙酮洗涤两次，并在空气中干燥，最终获得Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2。
实施例2：荧光染料的制备
将实施例1制备的Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2(0.22g，0.2mmol)和过量3-氯吡啶(0.11g，1mmol)加入10mL甲苯中形成混合液2，在80℃下加热24小时。过滤、收集，得到粉末状固体，用甲苯和丙酮洗涤两次，并在空气中干燥，最终获得Cu2I2(PPh3)2(3-chloropyridine)2。
实施例3：荧光染料的制备
将实施例1制备的Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2(0.22g，0.2mmol)和过量吡嗪(0.08g，1mmol)加入10mL甲苯中形成混合液3，在80℃下加热24小时。过滤、收集，得到沉淀3，用甲苯和丙酮洗涤两次，并在空气中干燥，最终获得[Cu2I2(PPh3)2(pyrazine)]n。
实施例4：荧光纺织品的制备
将20mg亚铜配合物加入到20mL的丙酮/二甲基乙酰胺(2∶1)中，搅拌1小时，充分分散形成溶液或悬浊液。将聚对苯二甲酸无纺布浸没在上述分散液中，然后在聚对苯二甲酸无纺布表面覆盖铝板，在100℃下通过热压复合形成荧光纺织品。
上述亚铜配合物分别选择实施例1-3制备的Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2、Cu2I2(PPh3)2(3-chloropyridine)2和[Cu2I2(PPh3)2(pyrazine)]n三种荧光染料，最终制备得到对应的纺织品。
图1a、b、c依次为1@PTA、2@PTA、3@PTA在自然光下的颜色表现，图1d、e、f依次为1@PTA、2@PTA、3@PTA在紫外光暗场条件下的荧光表现。
表1是利用三种荧光染料制备的荧光纺织品的荧光性能表征结果，根据表1的测试结果可知，使用Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2作为荧光染料时，其荧光发射波长为438nm，表现为蓝色荧光纺织品。使用Cu2I2(PPh3)2(3-chloropyridine)2作为荧光染料时，其荧光发射波长为496nm，表现为绿色荧光纺织品。使用[Cu2I2(PPh3)2(pyrazine)]n作为荧光染料时，其荧光发射波长为614nm，表现为橙红色荧光纺织品。
表1不同荧光纺织品的荧光性能表征结果
材料 荧光发射波长(nm) 发射颜色
1@PTA 438 蓝
2@PTA 496 绿色
3@PTA 614 橘红色
本发明提供的荧光染料对环境友好、量子产率稳定在5.1％至6.5％之间，且经过80-150℃热压条件，仍旧保持良好的发光特性，同时该荧光染料溶出率低，易于从水体环境回收。本发明采用亚铜配合物作为荧光水印，通过热压复合实现聚对苯二甲酸无纺布的荧光印刷。本发明可以通过选择不同的亚铜配合物来制备不同荧光颜色的荧光纺织品，为新型荧光纺织品的研究提供了新的理论和技术支持。而且，本发明荧光纺织品的制备工艺简单、产率高且成本低，适用于不同颜色的荧光纺织品的大规模制备，具有很好的应用前景。
本发明使用能够稳定发射荧光的亚铜配合物的作为荧光染料，克服了荧光染料现有技术中存在的难题，最终与聚对苯二甲酸无纺布进行复合形成能够广泛使用的荧光纺织品，解决了目前荧光纺织品的现有应用限制。开发低廉效果好的荧光染剂提高荧光纺织品表现是本领域非常前沿的研究方向，也是本发明的立足点。
以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.亚铜配合物作为纺织品的荧光染料的应用，其特征在于：所述亚铜配合物选自Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2、Cu2I2(3-chloropyridine)2(PPh3)2和[Cu2I2(PPh3)2(pyrazine)]n中的一种或多种；其中，3-picoline为3-甲基吡啶，PPh3为三苯基膦，3-chloropyridine为3-氯吡啶，pyrazine为吡嗪。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述亚铜配合物与纺织品的质量比为1：200。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述纺织品为聚对苯二甲酸无纺布或聚丙烯腈无纺布。
4.一种荧光纺织品，其特征在于：包括纺织品以及复合于所述纺织品上的亚铜配合物；所述亚铜配合物选自Cu2I2(3-picoline)2(PPh3)2、Cu2I2(3-chloropyridine)2(PPh3)2和[Cu2I2(PPh3)2(pyrazine)]n中的一种或多种；其中，3-picoline为3-甲基吡啶，PPh3为三苯基膦，3-chloropyridine为3-氯吡啶，pyrazine为吡嗪。
5.根据权利要求4所述的荧光纺织品，其特征在于，所述亚铜配合物与纺织品的质量比为1：200。
6.根据权利要求4所述的荧光纺织品，其特征在于，所述纺织品为聚对苯二甲酸无纺布或聚丙烯无纺布。
7.一种权利要求4-6中任一项所述的荧光纺织品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述纺织品浸渍于亚铜配合物的有机溶液中，然后进行热压处理，形成所述荧光纺织品。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：热压处理的温度为80-150℃。
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