[发明专利]一种检测有机溶剂气体的荧光PET纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种检测有机溶剂气体的荧光PET纤维及其制备方法，制备方法为：将组分1和组分2进行“米字形”复合纺丝制得预取向丝，再经过假捻变形工艺得到复合纤维，复合纤维经碱减量和机械开纤得到荧光超细PET纤维；组分1由荧光PET母粒与PET共混制得，组分2为聚酰胺‑6或聚酰胺‑66；“米字形”复合纺丝时，组分2分布在“米字形”区域，组分1分布在其它区域；荧光PET母粒主要由PET和聚苯乙烯高荧光微球组成；制得的纤维对于1‑乙烯基‑7‑Br‑苝酰亚胺衍生物的良溶剂有检测能力。本发明提供的制备方法，具有对设备依赖不高、工艺过程简单、操作方便及对环境无污染等优点。

技术领域

本发明属检测材料技术领域，涉及一种检测有机溶剂气体的荧光PET纤维及其制备方法。

背景技术

高分子荧光材料由两部分组成，即聚合物、发光小分子或发光基团。荧光生色分子中都含有共轭双键π键体系，共轭体系对荧光的影响较大，通常共轭体系越大离域电子越容易激发，荧光越容易产生。荧光化学传感器因其具有高选择性、高灵敏度、方便快捷、实时监测以及可以在不借助于任何仪器的情况下，直接通过颜色的变化来达到检测等特点，被广泛地应用于肺癌呼吸系统、溶液浓度、生物分子、脂多糖、有毒气体、工业废水等检测中。

科技发展使得现代工业化程度不断提高，近年来，在生产过程中使用的气体以及在生产过程中生成的气体的种类、数量也随之增多。其中很多气体是易燃，易爆，有毒的(如乙醇、氢气、CO、THF、二氯甲烷等)。因而为了确保安全生产，就必须对气体在储存、运输、使用等方面加强监测与管理。在气敏材料中，主要是半导体无机金属氧化物材料和有机导电聚合物两大类。金属氧化物多为具有宽能带的n型半导体材料，作为气敏材料时，具有高的响应灵敏度，良好的重复性，但一般要在高温条件下才能检测气体。有机导电聚合物气敏材料因其原料易得、制备工艺简单、独特的掺杂机理，可在室温下检测气体，但有机聚合物的长期稳定性较差，响应灵敏度低等缺陷也限制了其实际应用。已知的传统电化学气体传感器就是选用金属氧化物和导电聚合物作为传感材料，这是由于这类材料具有高敏感性和选择性探测的特性。但是，许多此类传感器操作较复杂且费用较高，这就限制了其有效实施和发展。因此，为了尽早发现并进行防治工作，进一步提高检测精准性、快速性，降低制作成本，减少对环境的二次污染，开发一种快速、灵敏且制备工艺简单可控的荧光纤维用于微量检测有害有机溶剂气体具有重要意义。

文献1(Sensors and Actuators B 110(2005)8-12)设计了一种carbazolopyridinophane化合物，在庚烷溶液中，氨气和联氨可以将该化合物中N-H…N之间的氢键破坏，使该化合物发荧光而实现检测氨气和联氨的效果。文献2(TetrahedronLetters 52(2011)2645-2648)设计了带有丹酰基发色团的卟啉钴复合物，氨气使丹酰基发色团从复合物上脱离下来而发出荧光，实现对氨气的检测。文献3(Chem.Commun.,2013,49,4848--4850)设计了TPPA(4-(2,5-二苯基-1-吡咯)苯甲酸)，能与氨气发生反应而发出荧光。虽然这些化合物存在检测胺类物质气体的可能性，其合成和利用使开发简便易用的胺类物质气体检测用荧光传感器逐渐成为可能，但仍然存在化合物结构复杂、合成困难，不便于制成便携式、适于现场检测胺类物质气体的固态荧光检测器等不足之处。

专利CN106433618A公开了一种荧光比色化学传感器，并提供其在有机易挥发性气体(VOCs)的检测和报警方面的应用。该发明制备的金属卟啉/纳米多孔纤维膜对VOCs的检测范围广泛，且提供的荧光比色化学气体传感器可重复使用，具有高灵敏度、快速响应的优势，对环境湿度适应范围广泛10～90％，颜色变化肉眼可见。

专利CN102702558B公开了一种超痕量检测硝基芳烃爆炸物的荧光化学传感器，是由纤维素纳米微纤(TOCN)薄膜为载体化学接枝荧光共轭聚合物。制备的荧光传感薄膜具有机械性能高、柔韧性好、易于携带、绿色可再生等优点，可以很方便的检测硝基芳烃爆炸物，还可在紫外灯下可视化检测硝基芳烃爆炸物。但是该荧光检测传感器单一特性导致传感器操作较复杂且费用较高的问题。