[发明专利]光致发光纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光致发光纤维及其制备方法。采用量子点为发光粒子，以高分子聚合物为纺丝基体，将量子点和高分子聚合物共混配制成纺丝液，然后通过湿法纺丝工艺制备光致发光纤维。该法所制备的光致发光纤维具有优异的光学稳定性能和力学性能，在服装、制药、环境、石油化工、防伪、气体传感器、人体健康监测器等领域具有巨大的应用前景。本发明提供的制备方法操作简单，适用纺丝液的范围广，成本低廉，易于大规模工业应用。

技术领域

本发明涉及发光纤维材料制备领域，具体涉及一种光致发光纤维及其制备方法。

背景技术

光致发光纤维是指在紫外光或激光激发下，纤维表面或内部发生电子跃迁而产生新型荧光的功能纤维。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、过程监控、产品防伪识别等领域。

目前，研究比较多的是发光材料是量子点。量子点(Quantum dots)相比其他发光材料具有难以比拟的优势，量子点具有激发光谱宽且连续分布，而发射光谱窄而对称，颜色可调，光化学稳定性高，荧光寿命长等优越的光学特性，且具备良好的生物相容性。

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，通过在量子点溶液中加入固态聚合物，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。申请号为CN201711383288.5的发明专利中公开了一种纳米纤维及其制备方法，采用同轴双管电纺丝技术将量子点溶液和无机氧化物纤维前驱体溶液分别注入喷射针管内管和喷射针管外管，制备得到纳米纤维，有效提高了量子点的化学稳定性和发光性能。

但是，上述制备方法工艺复杂，适用纺丝液的范围窄，限制了其在工业上的应用。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种光致发光纤维及其制备方法，具体采用量子点为发光粒子，以高分子聚合物为纺丝基体，将量子点/聚合物纺丝液通过湿法纺丝工艺制成光致发光复合纤维。该法制备的光致发光纤维具有优异的光学稳定性能和力学性能。本发明提供的制备方法操作简单，适用纺丝液的范围广，成本低廉，易于大规模工业应用。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种光致发光纤维的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备量子点；

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

S3、制备光致发光纤维：采用湿法纺丝工艺，将纺丝液注入注射器，设置预定给液速率，通过纺丝针头将纺丝液喷入水浴槽中，通过室温凝固浴处理，然后以预定卷绕速度进行卷绕，烘干，制备得到光致发光纤维。

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％。

优选的，在步骤S2中，所述纺丝液中聚合物的质量分数为15～50wt％。

优选的，在步骤S2中，所述溶剂包含但不限于N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙醇、四氢呋喃中的一种或多种。

优选的，在步骤S2中，所述注射器的容积为5～80mL。

优选的，在步骤S3中，所述纺丝针头内径大小为0.25～1.6mm。

优选的，在步骤S3中，所述给液速率为5～30mL/h。

优选的，在步骤S3中，所述水浴槽长度为0.5～5m。

优选的，在步骤S3中，所述凝固浴为去离子水、盐溶液、乙醇中的一种。

优选的，在步骤S3中，所述卷绕速度为5～30mm/s，卷绕滚筒直径为3～8cm。