[发明专利]多波长发光的荧光海藻纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了多波长发光的荧光海藻纤维及其制备方法。该多波长发光的荧光海藻纤维由海藻酸盐纤维基体以及均匀分散在所述海藻酸盐纤维基体中的水溶性碳点组成，所述海藻酸盐纤维基体为不溶于水的海藻酸盐，所述水溶性碳点表面有羧基，且所述水溶性碳点表面修饰有聚乙烯亚胺。其制备方法可以克服碳点与纤维基材件缺少相互作用力导致的复合结构不稳定难以制备的问题，制得荧光碳点海藻酸盐复合纤维，所得荧光海藻纤维可以在不同的激发波长下发出不同颜色的光，从而大幅提升了其在防伪领域的使用效果。

技术领域

本发明涉及功能性纤维技术领域，具体涉及多波长发光的荧光海藻纤维及其制备方法。

背景技术

荧光海藻纤维是在紫外光或可见光的照射下能够发出特定颜色的可见光的纤维材料，此类纤维被广泛用于防伪、装饰、安全和生物探针等领域。例如，中国专利CN200810240304.X公开了一种用于防伪文件的荧光海藻纤维及防伪文件，通过初生纤维纺丝、初生纤维经拉伸，结晶，取向等后处理过程将铕的钒(磷)酸盐制备成荧光海藻纤维，在自然光下无色，在365nm紫外光激发下无色，254nm紫外光激发下呈鲜艳的红色的荧光海藻纤维。

但是，目前报道的荧光海藻纤维多为单波长发光的荧光海藻纤维，其在激发光的照射下只能发出单一颜色的光，限制了荧光海藻纤维的在防伪领域的应用。为了解决这一问题，研发人员开始尝试制备可在不同波长的激发光下发出不同颜色的光的多波长发光的荧光海藻纤维，可惜由于制备难度较大，多波长发光的荧光海藻纤维鲜见报道。

而现有的荧光材料中，碳点具有独特的激发波长依赖性，即在不同波长的激发下可以发出不同颜色的光，将其应用到荧光海藻纤维制备技术中具有非常好的应用潜力。但是，由于碳点的尺寸太小，与纤维基材之间缺少相互作用力，在湿法纺丝过程中，很容易因扩散作用而流失到凝固浴中，导致无法制得稳定的荧光海藻纤维，也容易在使用过程中扩散到液体环境中而失去荧光作用，故而难以将碳点复合在纤维中制备成多波长发光的荧光海藻纤维。

发明内容

针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是，提供多波长发光的荧光海藻纤维及其制备方法。该方法可以克服碳点与纤维基材件缺少相互作用力导致的复合结构不稳定难以制备的问题，制得荧光碳点海藻酸盐复合纤维，所得荧光海藻纤维可以在不同的激发波长下发出不同颜色的光，从而大幅提升了其在防伪领域的使用效果。

为了达到上述目的，本发明一方面公开了一种多波长发光的荧光海藻纤维，该荧光海藻纤维由海藻酸盐纤维基体以及均匀分散在所述海藻酸盐纤维基体中的水溶性碳点组成，所述海藻酸盐纤维基体表面为不溶于水的海藻酸盐，所述水溶性碳点通过反应在表面修饰有聚乙烯亚胺，所述水溶性碳点在与聚乙烯亚胺反应前表面有羧基。

作为优选，所述荧光海藻纤维在波长为360nm的激发光作用下，发射蓝光；所述荧光海藻纤维在波长为405nm的激发光作用下，发射绿光；所述荧光海藻纤维在波长为488nm的激发光作用下，发射红光。

作为优选，所述水溶性碳点的制备方法为：

1)将海藻酸钠粉末溶于50mL水中得到质量分数为2wt％的溶液，加入800μL戊二醛和1mL的0.1mol/L的盐酸溶液，充分搅拌混匀得混合物；

2)将步骤1)所得混合物置于反应釜中，在180℃下进行水热反应6～24h，得棕色溶液；

3)步骤2)所得棕色溶液用孔径尺寸为0.45μm尼龙滤膜滤除原液中的碳化沉淀后，将过滤液置于尺寸为1000D透析袋中透析3天，所得透析内液通过冷冻干燥得到固态粉体，即为所述水溶性碳点。

本发明另一方面公开了上述的多波长发光的荧光海藻纤维的制备方法，包括以下步骤：